随着物联网(Internet of Things)技术的不断发展，越来越多的领域运用该技术取代传统方法以提高工作效率。黄河水环境信息采集的传统方法主要是由技术人员现场采集，然后将采集到的样品带回实验室，通过分析、测试得到相关数据。这种方法不仅浪费人力，而且效率也不高。而基于3G移动平台的水环境信息监测系统不但解决了过分依赖人力资源的问题，并且无线技术的应用更节省了大量需要布线的成本，最大化的提高了水环境信息监测的效率。虽然物联网技术应用在黄河水环境信息监测中大大提高了数据采集与分析的效率，但是在水环境信息传输过程中的安全问题成了必须克服的难题。在感知层，各种传感器将采集到的数据信息传输到末端通信设备主要是通过无线方式传输，需要经过不同的链路，很容易受到外部的非法攻击或入侵，导致原始数据信息的丢失或损坏；而网络层则采用的是3G移动平台，3G网络存在的安全隐患同样在水环境信息数据传输过程中存在。因此，感知层和网络层的安全成了水环境信息能否正确无误传输的关键所在，也确保着国家地理信息数据不被窃取或者泄露，更关系着国家地理信息的安全。在整个系统中，感知层和网络层的安全问题主要是通过密码学技术解决的。首先感知层将采集到的水环境信息经过加密算法进行加密并且签名，然后经过短距离无线技术和3G网络将加密与签名的水环境数据信息传输给应用层的用户，用户先对信息进行身份验证，确保数据信息的真实性，同时根据已知的公钥对加密信息进行解密得到需要的明文信息，然后对获取的数据信息进行分析，以便进行后续的相关操作。本文主要通过对身份认证协议以及改进的混合加密算法的设计，确保水环境监测系统在传输过程中的安全性得到保障。主要运用的技术包括：WPKI无线公钥基础设施技术、改进的混合加密算法。最后根据算法的设计运用程序对加密解密、数字签名等功能进行实现，通过程序的测试可以看出该设计满足了水环境信息传输过程中需要的机密性、完整性等要求。