在无线通信技术不断发展的今天,车载自组织网络(Vehicle Ad Hoc Networks,VANETs)凭借其智能、便捷的通信方式已经受到汽车行业、通信行业等各个领域的关注。然而,在享受VANETs提供的各种智能服务的同时,VANETs也面临着诸多安全威胁。例如,攻击者或未经认证的不合法实体可以通过控制通信链路,从而更改、删除和重放实体间传输的消息,如果消息接收方对这些错误消息进行处理并给予响应,消息接收方就会被这些错误消息误导。另外,攻击者也可以通过追踪VANETs中车辆的广播消息和位置信息,从而分析、计算出车辆的真实身份,故需要对车辆的真实身份进行匿名化保护;同时,恶意实体的真实身份必须能被追溯并揭露。身份验证是一种保护VANETs免受网络中恶意实体攻击的机制,通过在授予车辆访问网络的能力之前验证其身份的合法性来防止不合法的车辆进入VANETs,被认为是防范VANETs遭受攻击的第一道防线;消息认证可以区分虚假消息和真实消息,从而防止虚假消息传达的内容对网络中其他实体的误导。因此,研究安全且具有隐私保护的认证方案对确保VANETs中的安全通信具有很好的理论价值。本文在研究现有VANETs中认证机制的基础上,提出了两个VANETs中的认证方案,在满足VANETs中安全和隐私要求的同时实现高效的认证。主要研究内容有:(1)提出了一个VANETs中不使用双线性对的基于身份的签名批认证方案(Identity-based Pairing-free Signature Batch Authentication Scheme,ID-based PSBA)。方案中车辆的防篡改设备(Tamper-Proof Device,TPD)里预先不装载系统主密钥,减弱了系统安全性对车辆的TPD的依赖;在认证过程中,提出批认证算法来提高认证效率,并结合批认证和二分查找算法提出了批认证过程中的无效消息查找算法,减少对有效消息的丢失率。(2)提出了一个VANETs中具有隐私保护的无证书批认证方案(Certificateless Batch Authentication Scheme with Privacy-Preserving,CL-BAP),既解决了传统基于身份的认证方案中车辆的密钥需要托管给可信第三方的问题,又没有基于公钥密码基础设施(Public Key Infrastructure,PKI)的认证方案中需要额外的公钥证书来确保用户公钥可靠性的证书开销问题;方案的签名构造不使用计算开销大的对运算,减少了通信和计算开销;在随机预言模型(Random Oracle,RO)中证明了该方案中合法用户的身份和签名是不可伪造的。最后,基于椭圆曲线上求解离散对数问题(Discrete Logarithm Problem,DLP)的困难性假设,证明了提出的ID-based PSBA方案和CL-BAP方案在RO模型中可以抵抗自适应选择消息和自适应选择身份攻击,从而可以抵抗假冒攻击和更改攻击。接着,对本文提出的两个方案进行了性能仿真,并与现有的其他方案进行了性能对比。结果表明,本文提出的两个方案在满足VANETs中安全需求的同时,也具有较低的通信开销和计算开销,适用于要求认证时延低、节点计算能力受限的VANETs环境。