由于协议开发过程中,复杂的协议流程和协议应用场景可能会导致协议描述出现逻辑漏洞,致使整个系统产生逻辑冲突。协议的安全性和可靠性对协议是否能够安全有效的运行有很大影响,因此安全性分析和验证一直是协议设计的重点和难点。基于通信顺序进程(Communicational Sequential Processes,CSP)的安全协议形式化分析验证已成为当前一个研究热点,基于CSP的安全协议模型可有效提高形式化分析和验证的效率。另一方面,随着无线传感网络(Wireless Sensor Networks,WSN)应用的日益广泛,其安全问题也逐渐突出。因此,将CSP方法应用到WSN安全协议的形式化分析和验证,在协议设计阶段及时发现协议存在的漏洞,可有效保证安全需求逻辑的正确性。本文在研究WSN安全协议安全问题的基础上,采用当前比较公认的CSP形式化分析方法,对WSN安全协议的形式化分析和验证进行研究。首先,给出了一种基于CSP建模层的PAT工具扩展方法,扩展CSP建模模块,使其适用于WSN安全协议的建模和分析,实现对WSN安全协议的快速形式化描述;其次,根据传感器节点的可移动性,扩展Dolev-Yao模型,使其适用于节点可移动的攻击者建模;然后,分析WSN安全协议的安全需求,提出一种线性时序逻辑(Linear Temporary Logic,LTL)刻画性质的方法;最后,通过两个案例分析说明CSP方法在WSN安全协议和WBAN安全认证协议分析过程中的可行性和正确性。