随着无线技术的发展，无线传感器网络，车载传感器网络和移动网络在近些年内受到了越来越多的关注。然而，由于无线信道开放的特性，无线网络容易受到信息窃听、消息篡改、身份假冒等攻击。因而，研究无线网络的安全问题至关重要。由于无线网络的拓扑动态变化以及无线设备的能量、存储及计算资源受限，传统的安全方案不能直接适用于无线网络。因此，设计安全、轻量级、可扩展的技术方案已经成为当前无线网络领域的研究重点。　　本文的研究主要围绕安全路由、广播认证和位置验证三个方面展开。首先，针对无线传感器网络的多类攻击，我们设计了安全的地理位置路由协议，为数据分组快速可靠到达网络中的目的节点或者汇聚节点提供了保障。其次，针对车载传感器网络中基于信标消息的安全应用，我们设计了高效、可扩展的广播认证方案，确保信标消息确实是被合法的车辆发送，并且在传输的过程中没有被修改。最后，针对基于地理位置服务的手机应用，我们提出了安全验证用户移动轨迹的方案，它是第一个为持续的位置证明而设计的安全协议。我们就无线网络的安全问题，给出了相应的解决方案，希望此项研究能对无线网络的广泛应用提供安全性保护。本文的主要贡献如下：　　1.提出了一种基于节点的时间宽松同步的高效安全的路由协议。针对无线传感器网络环境中的女巫攻击，虫洞攻击，黑洞攻击等恶意攻击行为，我们基于节点的地理位置信息，相关的密码技术和无线信道的广播特性，提出了新型高效安全的地理位置路由协议ESGR。该协议采用了地理信息捆绑技术和TESLA方案来抵抗女巫攻击和虫洞攻击。同时，该协议设计了分布式的信任模型，并且在机会主义转发策略中结合了该模型，来缓和由黑洞攻击引起的网络丢包行为。实验结果表明：在恶意的网络环境中，ESGR可维持超过85％的分组投递率。　　2.设计了一种基于接收信号强度的安全可扩展的路由协议。为了解决更多类型的攻击，我们利用物理层的接收信号强度提出了安全可扩展的地理机会主义路由协议SGOR。该协议利用物理层的接收信号强度提出了分布式的位置认证算法，来解决与位置相关的攻击。另外，我们设计了感知环境的信任模型，并且在机会主义转发策略中结合了该模型来抵御其他种类的攻击。理论分析表明：SGOR在多种攻击下具有高效性和稳健性。实验结果表明：与其他路由协议相比，SGOR的分组投递率是它们的两倍，并且由于控制开销较低而具有可扩展性。　　3.提出了抵抗计算型-拒绝式服务攻击的新型消息认证方案。在车载自组织网络中，为了对基于周期性信标消息的安全应用提供安全性，现有的安全方案采用椭圆曲线数字签名方案ECDSA。然而，该方案容易遭受计算型-拒绝式服务攻击。我们提出了新型的认证方案VSPT，融合了ECDSA和基于预期的TESLA方案的优点。一方面，尽管ECDSA计算开销大，我们利用它来提供认证和不可否认性。另一方面，通过让发送车辆预期自己未来的信标消息，我们设计了基于预期的TESLA方案，以实现快速有效的认证。仿真结果表明：与ECDSA和TESLA方案相比，VSPT在有损耗的环境和无损耗的环境中认证效率都更高。　　4.设计了适用于车辆和车辆通信的广播认证方案。对安全的车辆和车辆的通信来说，在车载自组织网络中设计一个广播认证方案是一个具有挑战性的问题。我们提出了高效的广播认证方案PBA，不仅抵抗计算型-拒绝式服务攻击，并且抵抗由车辆高速移动引起的网络丢包影响。与之前大部分的认证方案不同，PBA是一个高效轻量级的方案，因为它主要是基于对称密码方案而设计的。同时，为了抵抗存储型-拒绝式服务攻击，PBA仅仅存储更短的签名，即采用消息认证码重新压缩签名，而没有降低方案的安全性。我们理论证明了PBA方案的安全性。实验结果表明：在高密度的业务环境和有损耗的无线环境中，PBA以低存储开销快速认证99%的消息。　　5.设计了安全验证用户移动轨迹的协议。很多基于位置的服务需要手机用户持续地证明自己的位置。在缺乏安全机制的前提下，恶意用户可能会对他们的位置说谎来获得这些服务。我们提出了持续认证位置完整性和起源的协议CLIP。该协议利用了低功耗的加速仪以及轻量级的基于熵的承诺机制，来认证用户的移动轨迹而不需要任何可信的硬件。同时，该协议保护用户的位置隐私。此外，无线基站或者同位置的移动设备可以为用户生成位置证明。我们还提出了轻量级的空时信任模型来检测由于共谋攻击而生成的伪造位置证明。实现结果表明：CLIP的计算和存储开销很低。仿真结果表明：空时信任模型以高概率（>0.9）检测共谋攻击。