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针对VANET特点,为保障系统内V2V以及V2I的无线通信安全,不借助可信第三方的情况下,引入PUF函数,提出一种轻量级双向认证协议。利用GNY逻辑进行形式化分析,并通过安全性分析和效率分析,证明该协议在有效保护隐私的情况下,完成双向认证,且能够抵抗克隆、窃听、重放、中间人等攻击,可以满足VANET的安全需求。与同类协议相比较具有较好的安全性和认证效率。