无线网络的发展使人类社会发生了翻天覆地的变化,逐步迈向万物互联、智慧互联的时代。随着信息化的不断增强,新的社会发展需求促使无线网络新一代的更迭,与此同时,网络的安全性也备受关注。为满足多样化终端设备互联互通的需求,未来无线网络为海量设备间的通信提供了有力支撑,但在用户隐私保护方面仍面临较大挑战。区块链技术因其去中心化的网络结构、身份确认机制、信息完整性保护能力与防篡改能力,被认为将在未来无线网络中发挥重要作用。为充分发挥区块链在资源共享、隐私保护等方面的优势,增强无线通信系统的安全性,有必要针对基于区块链的无线网络安全增强及性能优化展开研究。考虑到未来无线网络中大量终端设备异构接入的需求,如何快速准确地实现用户的安全认证,对于保障未来无线网络的安全性能尤为关键。针对上述问题,本文的主要研究内容及创新点如下:针对无线网络认证接入过程中明文传输带来的隐私泄露等风险,利用区块链的数据防篡改能力,提出了基于动态信誉标识的安全认证方案。在所提方案中,构建并引入信誉评估模型,考虑到单个用户拥有多个终端设备的情况,对网络中的用户和设备分别进行信誉标识,然后基于分层动态更新的信誉标识实现差异化认证,并在流程中采用零知识证明完成用户的隐私保护。理论分析与仿真结果表明,所提认证方案防止恶意用户/设备接入网络的能力超过90%。以设备标识作为区块链网络中的数字身份使得所提方案还支持多样化设备接入需求,并能作为未来无线网络中统一的认证框架。针对无线网络中引入区块链技术带来的安全性与时延的权衡问题,提出了基于优选决策者的低时延安全认证策略。从系统存在安全漏洞的角度构建贿赂模型,在投票节点权重不同和成本固定的前提下,分析行贿方与受贿方的不完全信息博弈。然后结合区块链共识算法的通信开销分析,给出兼顾安全性和低时延的决策者优选策略及安全认证方案。理论分析与仿真结果表明,所提认证方案能在保证系统安全性的基础上,从所有投票节点中选出共识算法的核心决策者,相比于所有节点都作为决策者的传统方法,减少了共识过程存在的额外时延,实现低时延安全认证。针对网络设备数量剧增带来的接入碰撞概率显著提升的问题,利用区块链的智能合约在资源共享方面的优势,提出了低碰撞概率的随机接入资源分配方案。在所提方案中,引入了区块链的智能合约,将用户/设备的业务优先级分类,依据业务优先级与用户/设备的可信度标识,设置接入许可条件限制,并把接入资源分配给满足许可条件的业务。理论分析与仿真结果表明,接入许可的限制可以减少网络中同一时刻接入请求的合约数目,从而降低接入碰撞概率;业务按优先级分类可以使得高优先级业务接入请求的响应时间缩短,提高系统对高优先级业务的响应能力。