车载自组织网络（VANETs）作为下一代智能交通系统的重要组成部分,是解决当前道路交通问题的一种重要途径。通过在车辆里配备通信单元和在路侧布设基础通信设施,实现了车辆与车辆、车辆与网络服务之间的快速信息交换。借此,VANETs能为车辆提供实时的交通信息、安全信息、娱乐信息,用以改善交通路况。作为一种特殊的移动自组织网络,VANETs的通信过程面临着多种网络威胁。为了保证其通信安全,既需要对发送消息的实体进行合法性认证,也应保护发送方的隐私。考虑到网络带宽和计算性能的限制,在保证安全和隐私的同时还需尽可能提高效率。针对上述问题,本文对VANETs中消息匿名认证和密钥协商协议展开了研究,并提出了基于短期证书的高效匿名认证方案和基于混沌映射的密钥分配方案,本文主要研究内容如下:（1）提出了一种基于短期证书的高效匿名认证方案。方案中车辆使用短期密钥为每一个会话过程产生相应的短期证书。短期证书中包含了短期认证信息和消息签名。其中,短期认证信息由车辆自主产生而不需要TA的帮助,有效的降低了系统负担,保护了车辆隐私。签名验证过程构造了一个双线性运算实现了消息来源的可认证性,提升了验证效率。同时,方案中设计了一种追踪机制用于实现高效追踪和一个隐私信息授权和分享算法用于保护每辆车的敏感隐私信息。最后,方案使用BAN逻辑进行形式化安全性分析,并对方案进行性能分析。结果表明该方案在抵御多种攻击的同时计算性能有着显著优势。（2）提出了一种基于混沌映射的组密钥分配方案。该方案包括身份认证和密钥协商两个部分。在身份认证部分,利用切比雪夫混沌映射的半群性质和一次性密钥代替复杂的椭圆曲线加密操作,提高了效率同时实现用户密码、认证信息和车辆假名的实时更换。在密钥协商部分,设计了一种高效的密钥协商协议用于分配群会话密钥,保证了前向和后向安全,并利用群会话密钥实现了车辆间消息认证。之后,对方案进行安全性证明和安全性分析,然后分析了方案的计算效率和通信开销,分析结果体现了方案的安全性和性能上明显的优势。