随着智能交通系统的发展,车辆间可以通过车用无线通信(Vehicle to Everything,V2X)技术实现高效的信息共享。网联车队作为V2X技术的典型应用场景,对提高交通运输的效率、降低能源的损耗具有重要意义。然而,由于网联车队中成员车辆的高速移动和动态变化,其通信安全更容易受到威胁。恶意网络攻击会干扰成员车辆间的正常通信,使得网联车队行驶的安全性大大降低,甚至造成交通事故。因此,网联车队需要建立一个可靠安全的通信机制。针对上述问题,本文首先提出并实现了基于网联车队的分布式认证机制,该机制采用基于椭圆曲线密码学和门限秘密共享体制的动态门限签名算法,解决了传统集中式认证的单点失效问题。本文还实现了认证密钥的动态更新和门限值的动态选取,以支持成员车辆的入队与离队。安全性分析证明了该机制能够防止认证密钥的泄露,并且具有前后向安全性,可以有效抵御伪造攻击、重放攻击、中间人攻击和合谋攻击。为了抵御网联车队通信过程中的内部攻击,本文设计并实现了基于信誉评估模型的恶意成员检测机制,根据不同类型的消息数据对成员车辆的信誉进行评估。本文还提出了基于区块链的网联车队通信架构,利用基于实用拜占庭容错(Practical Byzantine Fault Tolerance,PBFT)的共识机制将所有成员车辆的消息数据记录到区块链中,确保用于评估的消息数据完全可信并且被车队所有成员车辆共享。同时,针对信誉阈值算法无法检测出的On-off攻击,本文设计了基于恶意消息惩罚系数和滑动窗口的检测算法。为了对上述安全机制进行仿真实现和性能评估,本文基于Veins(Vehicles in Network Simulation)框架搭建了系统级仿真平台。该平台结合LTE-V2X(LTE Vehicle-to-Everything)通信仿真模块、交通仿真模块和区块链仿真模块,并采用消息队列的方式实现了多模块之间的交互。在该仿真平台上,本文对网联车队的高速公路场景进行了仿真,分析了网联车队在外部攻击和内部攻击下的行驶性能。同时,对上述安全机制进行了仿真实现和性能评估,实验结果表明本文的机制时延较低、效率较高,能够满足网联车队的安全通信需求。