随着无线通信技术的不断发展以及嵌入式设备成本的降低,Wi Fi、蓝牙、超宽带(Ultra-Wideband,UWB)等无线通信技术在工业物联网的应用成为近年来的研究热点。在工业物联网中,网络节点的设备大多采用体积小的嵌入式设备。这些嵌入式设备在网络中根据其特定需求开展合作,但由于无线工业物联网技术的开放接入、节点计算资源受限等特征,工业物联网的安全问题面临严峻挑战。一方面,由于工业物联网设备的计算能力有限,加大了传统安全认证和加密技术应用于工业物联网中的难度。另一方面,电磁指纹身份认证需要昂贵的专业设备,如频谱仪、信道探测器(Channel Sounder)等,认证成本较高,难以在工业场景中大范围应用。以及另外,基于区块链的物联网设备身份认证无法应用于计算能力和存储能力较弱终端。因此,探究一种占用计算资源少、成本低并且有效的工业物联网设备身份认证方法,对保障工业物联网安全具有重要意义。针对上述无线工业物联网身份认证方法中存在的不足,本文提出了一种基于UWB的工业物联网轻量指纹构建及设备身份认证方法。首先,根据工业物联网面临的网络中传感器节点容易被仿冒的问题,针对静态的传感器节点,提出了一种基于UWB的工业物联网轻量指纹构建及设备身份认证方法。描述了所提出认证方案的系统模型,并解释了各个模块的功能及工作流程。所提出的模型架构由用于监视工业过程的主机,采集数据的传感器节点,用于检索无线信号指纹的Anchors以及用于设备认证的轻量级模块组成。其次,本文为提出方案的系统模型提供了构建指纹的方法,通过利用UWB技术可以提供高精度定位特点,为网络中的每个设备构建一个可信区域。可信区域即指纹,用来认证设备的身份。然后,根据提出方案的系统模型以及构建指纹的方法,为方案提供了认证方法。最后,对该设备认证方案进行仿真,验证了该设备认证方法的有效性。所提出的架构不需要任何昂贵的设备来捕获无线信号的指纹,降低了对计算能力的要求。实验结果表明,构建的可信区域的半径在15 cm以下的水平,足以防止入侵者伪造无线工业设备的身份。同时,该方法也具备检测入侵者物理位置的功能。