无线互联网接入技术的进步和智能移动设备的普及,为人们提供了更加便捷的生活。无线网络固有的开放性和动态性,使得在其中传输的信息更容易遭到破坏。匿名身份认证及密钥协商机制是无线网络中保护数据安全和防止隐私泄露的一项重要安全技术,近年来在这一领域涌现了大量的研究成果,但大都基于椭圆曲线或者双线性对等传统密码体制,在量子计算技术快速发展的今天其安全性面临严峻挑战,并且有些方案还存在计算开销大、计算复杂度高等不足,难以用于资源受限的无线网络中。NTRU(Number Theory Research Unit)加密算法具有存储开销和计算开销低等明显优势,是一种适用于无线网络环境中的抗量子算法。本文针对物联网网络中的数据安全与隐私保护需求,提出了基于NTRU的认证及密钥协商方案,具体如下:1.提出了一个基于NTRU的条件匿名的漫游认证方案。匿名移动终端和外地代理在本地代理的帮助下进行共同认证并协商出一个安全的会话密钥。由于移动终端在每次认证过程使用不同的匿名身份,为智能终端提供了隐私保护的同时也使其具有不可追踪的特性。本地代理可以从通信消息中提取移动终端的真实身份信息,一旦终端出现恶意行为,本地代理可以获取终端的真实身份信息并采取相应措施来保护通信安全。同时,此方案具有抗量子和轻量级的特性,安全性证明和仿真实验证明方案具有较好的安全性和实用性。2.提出了一种基于改进版NTRU的匿名认证多重密钥协商方案。无线网络中系统对通信与计算资源十分敏感,多重密钥协商方案可实现执行一次性协商获得多个密钥,相比传统密钥协商需要执行多次协商过程才能获得多个密钥的方式,大大节省了网络资源。在现存的多重密钥协商方案中,通信实体使用真实身份信息进行通信,并且发送方无法确认接收方的合法身份。所提方案通过将NTRU加密算法和签名机制相结合,使得通信双方在匿名状态下实现双向验证,既保证了接收方身份的合法性,也保护了发送方的真实身份信息。通过形式化方法证明了该方案的正确性和安全性。同时,仿真实验和性能对比证明了本方案的实用性。