认证协议在保障智能家居环境下用户数据和隐私安全发挥着重要的作用。然而,当前智能家居认证协议面临着众多的挑战。一方面,智能家居设备大多采用无线连接的方式接入网络,由于其开放性、异构性的特点,易遭受中间人攻击、消息窃听等多种安全威胁。同时,智能家居中还普遍存在密码设置简单、用户认证凭证丢失、缺乏安全加密机制等问题。现有的认证协议未能综合考虑智能家居面临的安全威胁,无法满足用户隐私保护需求。另一方面,智能家居中设备的计算、存储等资源受限,高复杂的密码原语不适用于智能家居环境下认证协议的设计中,需要采用轻量级的加密算法保证协议安全性。因此,针对现有认证协议存在的安全性不足、认证效率低等问题,本文以设计安全高效的智能家居环境下多因素用户认证方案为目标,实现智能家居中用户数据与隐私安全保护。本文的主要贡献如下所示:（1）针对智能家居环境下设备计算、存储等资源受限、身份验证机制尚未完善、用户隐私信息易泄露等问题,本文提出了一个支持隐私保护的多因素用户认证协议。该协议基于一对一的认证结构,采用多因素认证方法安全验证用户身份,并将切比雪夫混沌映射引入到认证协议设计中,在保证协议安全性的基础上提高认证的效率。同时,为保障智能设备中数据存储安全,采用物理不可克隆函数对设备数据进行加密。从协议安全性分析和性能对比结果中可得出,所提出的多因素用户认证协议是一个适用于智能家居环境的轻量级协议,且能够抵抗重放攻击、中间人攻击、伪装攻击等多种已知攻击。（2）当智能家居中设备数量较多、家庭网关负载高时,可采用群组认证的方法批量认证多个设备。然而,现有智能家居群组认证协议无法有效识别恶意参与者,不支持设备动态更新,且不具有容错性。针对上述问题,本文提出了一个支持设备动态更新的轻量级群组认证协议。通过将中国剩余定理引入协议设计,并基于门限秘密共享技术构建安全高效的群组认证结构,从而实现对群组中恶意设备的识别和快速剔除,并支持群组设备动态更新。由安全性分析和性能对比结果可知,所提出的群组认证协议能有效降低协议计算、通信等资源开销,满足智能家居中用户数据和隐私保护需求,并能够抵抗伪装攻击、重放攻击等安全威胁,适用于智能家居中群组结构较为稳定的高效认证环境。