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无线体域网,即Wireless Body Area Network(WBAN),可以看作是无线传感器网络(WSN)的一种特殊应用。它是指由一系列可穿戴的传感器设备所组成的无线网络。WBAN将人体变成通信网络的一部分,使得人们在日常生活中越来越依赖无线网络,从而在真正意义上实现网络的泛在化。随着无线体域网应用的普及,其中所涉及的安全问题也越来越受到人们的关注,成为研究热点。本文首先对无线体域网中的安全威胁以及安全需求进行了详细的分析。安全威胁主要包括拒绝服务攻击、隐私泄露、以及物理攻击。安全需求主要包括数据传输的保密性、完整性、认证性、新鲜性,以及用户隐私的保护。在IEEE针对WBAN制定的802.15.6标准中,安全关联协议并不完善,关联过程的安全性仅仅依赖于预共享密钥的保密性,因此并不能抵抗所有的安全威胁。口令认证关联方案和公钥隐藏关联方案只能抵抗中间人攻击。显示关联方案需要高层或者用户参与,这增加了方案的复杂度。针对上述问题,本文提出了一种基于身份的椭圆曲线无线体域网安全关联方案。该方案基于PKG实现对实体的认证,同时采用Diffie-Hellman协议完成密钥协商。新方案在简化关联方案的步骤同时,还具有较高的执行效率和较强的安全性。其次,我们在随机预言机模型下对新方案的安全性进行了证明,将该方案与IEEE802.15.6标准中的方案进行对比,并给出了其安全性证明。结果表明,在安全方面,新方案可以抵抗伪造攻击、中间人攻击、重放攻击等常见攻击,并具有前向安全性,可以满足无线体域网的安全需求;在效率方面,新方案减少了30%的交互信息量,同时降低32%的能量消耗,可以在很大程度上延长节点的寿命。最后,设计实现了一套DSP平台下的大整数运算库。利用非相邻型法和雅克比坐标表示法,给出了一种适合在DSP平台下运行的快速椭圆曲线计算方法。在此基础上对本文提出的基于身份的椭圆曲线无线体域网安全关联方案进行了仿真。结果表明,该方案在DSP平台下具有很高的执行效率。