随着我国航天事业和卫星产业的飞速发展,自然灾害预警、地理空间信息监测、人口流动分析等需求不断增长。诸多因素共同导致我国卫星网络和卫星产业进一步发展,催生出了天地一体化信息网络。因此,天地一体化信息网络的建设已经成为当前全球科技和产业发展的研究热点和重点。然而,由于天地一体化信息网络的卫星节点暴露、星地/星间链路开放、通信时延方差大、星载设备资源受限、低轨卫星网络拓扑结构高度动态变化和星际链路快速频繁切换的特点,会面临诸如服务质量、安全威胁和星载设备资源有限的问题。这对天地一体化信息网络的用户接入认证提出了更高的要求。同时,现行4G/5G网络使用的3GPP协议均基于基站和有线光缆来实现,对于切换频繁、高时延、大方差的天地一体化信息网络来说并不适用。因此,保证用户安全快速的接入和切换是天地一体化信息网络能够提供持续安全网络服务的重要因素。针对上述问题,本文提出了一种基于预共享密钥机制的轻量化接入认证鉴权协议,包括接入认证鉴权协议、业务处理协议和网络切换协议,实现了用户安全、高效、可信地接入天地一体化信息网络。本文的主要研究内容如下:（1）为了确保卫星终端用户安全地接入天地一体化信息网络,本文设计了一种基于预共享密钥机制的轻量化接入认证鉴权协议。该协议通过卫星终端与卫星终端接入鉴权系统之间共享密钥来对用户身份进行对称加密,并进行认证鉴权和密钥协商。同时,通过建立攻击者模型、BAN逻辑证明和安全性分析证明了协议的安全性,保证了通信的安全可信控制。（2）由于低轨卫星网络拓扑结构高度动态变化和星际链路快速频繁切换,因此导致卫星终端频繁切换网络。本文利用卫星轨迹可预测的特点,通过基于TLE根数的SGP4模型计算出天基接入网各卫星节点的实时轨迹,来辅助下一跳卫星的选择,然后执行网络切换协议,快速将卫星终端密钥推送至即将提供服务的新卫星,避免了星间切换带来的通信延时,甚至业务中断,保障了会话的可信保持。（3）针对星载设备资源有限问题,本文通过对卫星终端密钥的有效管理,确保星载设备资源得到有效利用。卫星终端密钥管理包括预置密钥生成、会话密钥协商与派生、业务密钥的上注与销毁。本文基于所提的轻量化接入认证鉴权协议方案实现了基于4G的卫星终端接入鉴权仿真系统,并在产品试样环境下对该系统的功能和性能进行测试与分析,论证了该方案在天地一体化信息网络实际应用中的可行性。