DTLS（Datagram TLS）协议通过在信息传输的两端间建立安全保密的传输通道来保护传输信息的安全，但DTLS协议无法在不修改现有应用的情况下透明地实现传输信息的安全保护，且DTLS基于端点认证的机制势会增加网络传输开销，占用更多的网络带宽，因此，DTLS并不能很好的适应特殊网络应用环境下的信息传输安全需求。论文研究了传输层网络安全的基本原理和SSL/TLS（Secure SocketLayer/Transport Layer Security）协议，分析了DTLS协议建立安全连接的过程和OpenSSL中DTLS协议的实现源代码，基于特殊的网络应用环境，设计了一种新的基于DTLS的传输层认证协议，在Visual Studio2010开发环境下实现了协议及其认证控制软件，协议可以在Windows和Linux操作系统下运行，解决了特殊网络应用环境下的信息传输安全问题。论文最后给出了基于BAN逻辑的协议安全性分析，并对协议进行了验证。