随着通信和信息技术的不断发展,以射频识别技术为基础的物联网必将引领下一场信息技术革命。物联网广泛应用于军事领域和民用领域:高效率的物流和仓储保障成为打赢高技术下的局部战争的重要因素,而ETC通道、无人超市、智慧城市的应用也带来了巨大的经济效益。射频识别技术作为物联网中物与网连接的核心技术之一,对射频识别技术的研究具有重大的意义和价值。论文聚焦射频识别所涉及的关键技术,主要对射频识别防碰撞算法和安全认证协议展开研究。首先介绍物联网及射频识别技术的研究背景和意义,重点分析防碰撞算法及安全认证协议的研究现状,然后对防碰撞算法和安全认证协议的基础理论进行阐述,并在此基础上分别给出防碰撞算法性能评价指标和安全认证协议的研究方法。最后针对射频识别技术在实际应用中依然存在的不足和问题,从以下三个方面提出了新的技术路线和解决方法。针对经典帧时隙ALOHA算法识别效率不高、无法对大量标签进行识别的问题,提出了一种基于标签分组和码分多址的帧时隙ALOHA算法。该算法首先以吞吐率为分组准则对大量标签进行合理分组,控制标签响应的数量,然后利用帧时隙ALOHA算法对标签进行识别,最后利用码分多址技术对碰撞时隙内的标签进行区分。算法将标签分组、帧时隙ALOHA算法和码分多址技术有效结合,充分发挥各技术的优势,可以高效的识别大量标签。仿真实验表明论文提出的算法吞吐率高、识别效果好。针对EPC C1 G2标准协议中Q值调整不灵敏导致识别效率不高的问题,对不同Q值下的步长c进行确定。首先对标准防碰撞算法及其Q值调整规则进行分析,然后以吞吐率为标准,计算不同步长c下的吞吐率,最大吞吐率所对应的步长c则为该Q值下的最佳步长,并利用二维马尔可夫模型对改进过程进行建模,从理论上分析改进算法的总查询次数。仿真实验表明改进算法性能优于EPC C1 G2标准算法。针对轻量级相互认证协议易受克隆攻击、去同步攻击等安全隐患问题,在对原有协议分析的基础上提出了系列改进措施,即通过对原有协议增加时间戳机制、物理不可克隆函数电路以及改进密钥的生成方式来提高协议的安全性,并利用BAN形式化逻辑去验证改进协议的安全性。最后,将改进协议与其它轻量级安全协议进行比较,结果表明改进协议安全性高、计算量小。