随着无线网络与因特网的不断互连,移动通信将成为最具发展活力的产业之一。由于数据通信和多媒体业务需求的发展,适应移动数据、移动计算和移动多媒体运作的第四代(4G)移动通信开始兴起。目前,全球范围内许多国家和地区都在加紧对4G的研究,这其中包括一些比较著名的论坛和联合体,如WWRF、mITF、Future等。面临着无线网络环境的复杂性,以及多种无线通信技术及异构网络共存、融合的趋势和背景,4G无线网络通信系统的安全问题变得更为复杂和重要。安全接入技术作为4G无线通信系统安全问题的基础与核心,具有相当的研究意义与研究价值。本文在分析4G无线网络安全接入认证过程中面临的安全威胁、应具备的安全需求以及现有研究的基础上,运用DDMP理论中的协议演绎系统PDS设计演绎了一个基于自证实公钥系统的4G无线网络安全接入认证新方案。结合无线移动终端的移动性和漫游性,为提高移动终端接入认证过程的效率和安全性,新方案包括两个协议:首次/切换接入场景下的认证及密钥交换协议和再次接入场景下的认证协议。由于安全协议的分析和证明对于现代安全网络系统至关重要,本文运用协议组合逻辑PCL对新方案的会话认证性和密钥机密性进行了形式化证明,并综合分析了新方案的安全性能。结果表明,新方案具有会话认证性和密钥机密性,不仅能抵御伪基站攻击和重放攻击,还能提供不可否认服务和身份隐私性,同时提高了移动终端的接入效率和安全性。