物联网(IoT)的出现推动了新一代传感和控制应用技术的飞速发展,如智能城市、智能健康和智能家居等,预计到2020年物联网设备将超过204亿。规模如此庞大的网络给物联网设备的接入带来了巨大挑战,这种挑战主要来自两方面,首先是网络接入的安全认证问题,然后是设备接入的频谱分配问题。为了解决这两个问题,本文主要做了如下两方面的工作:1.引进了一种基于串行级联BCH极性码的密钥生成方案安全认证是物联网网络面临的关键挑战之一,联网设备需要受到保护,以免受到潜在恶意和自私攻击。传统的加密方法不容易扩展到大规模的物联网网络,因为它们通常需要在设备中生成、分发和存储密钥,并且容易受到恶意攻击。基于硬件的安全方法在识别和身份验证应用方面相当成功,但它们仍然不能为密钥生成提供可靠的解决方案,因为这些方法的性能高度依赖于物理和环境因素。因此本文提出了一种新的纠错和模糊提取器结构,开发了一种基于硬件的密钥生成机制,该机制利用物联网设备中嵌入式内存的随机变化来生成可复制和可靠的密钥。该方法首先设计了一种采用BCH和极坐标编码串联的模糊提取器,生成密钥和辅助数据,然后将BCH编码的PUF数据发送到极性编码器,生成噪声PUF数据和辅助数据,将前者通过密钥配准后,将会得到有噪声的密钥。该噪声密钥与辅助数据相结合,通过极性解码器后,再次经过BCH解码器处理,获得一个密钥的近似估计。然后,将该估计值经过模糊提取器“reproduce”重构密钥,并散列发送到服务器进行验证,最后完成物联网设备的安全认证过程。2.提出了一种基于联盟形成博弈论的物联网设备无线频谱管理方法本文开发了一个基于声誉的频谱租赁机制,为物联网网络中的频谱稀缺提供了一个潜在的解决方案。目前的静态频谱管理方法导致频谱资源的利用十分低效,而频谱资源是一种稀缺资源,近年来通信设备的发展引领了动态频谱管理技术的发展。这种动态频谱管理可以以频谱共享的形式进行,而无需涉及授权用户或更复杂的频谱租赁方法,频谱所有者可以自愿将频谱的一部分分配给未授权用户。虽然这种频谱共享解决方案可以提高频谱利用率和频谱所有者的服务质量(QoS),但它们对潜在的自私攻击非常敏感。自私的用户可能试图通过将所租用的频谱用于自己的数据传输,而没有分配足够的电力来传输已授权的继电器用户数据包。为此,根据联盟形成博弈论,提出了一种基于声誉的混合Stackelberg-coalition formation博弈论模型,使合作声誉较低的用户获得频谱接入,并为其提供频谱接入的机会,从而提高频谱的应用效率。