射频识别技术(RFID)是物联网的核心技术之一，它是一种非接触式的自动识别技术，又称为电子标签技术。一个完整的RFID系统由读写器、电子标签和后端数据管理系统三部分组成，读写器与电子标签之间通过收发无线射频信号进行通信。随着射频识别技术的迅速发展，RFID系统已经被广泛应用到物流仓储、高速收费和医院管理等多个领域。RFID系统中的无线通信方式在给识别工作带来便利的同时，也带来一些亟需解决的问题。例如，当多个标签同时与读写器通信时，标签数据的碰撞会降低通信效率，甚至破坏数据的完整性和正确性，这正是标签防碰撞算法所要解决的问题。此外，在无线通信过程中如何保证只允许合法的读写器读取合法标签的信息并有效地识别非法标签，即RFID系统中的安全认证协议问题。本文首先归纳了现有的两类防碰撞算法，在此基础上提出一类融合帧时隙ALOHA思想与二进制树思想的新型防碰撞算法。这组新算法在性能上稳步提升，系统能量消耗也呈递减趋势，非常适合手持式电池供能的读写器。仿真结果表明，自适应帧的二进制树防碰撞算法在减少碰撞时隙方面明显优于传统的防碰撞算法。此外，本文还对现有的RFID安全认证机制进行了总结，重点研究了基于Hash函数的一系列安全认证协议，并从抵抗各种非法攻击的能力和实现协议所需要的成本两方面对它们逐一进行了分析和对比。最后，本文提出一种基于公钥密码体制的安全认证协议，即：在标签上使用公钥加密数据，而在数据库端使用私钥解密数据，以实现读写器与标签之间的双向认证。经分析，本文提出的安全认证协议能够有效抵御各类攻击，具有良好的安全性。为了提高认证协议的执行效率，协议在后台数据库中采用稀疏树的结构存储标签信息，很好地避免了一般协议线性搜索数据库带来的巨大运算量，并将时间复杂度由O(N)降为O(log_qN)。