移动通信技术近年来发展迅速,在第三代移动通信技术正式商用的同时,对第四代移动通信技术的预研工作也正在学术界和产业界蓬勃展开。第四代移动通信技术(4G)要求支撑更高速率的通信环境,并实现不同移动通信技术的无缝融合,对在4G环境下的安全性,尤其是身份认证与密钥分配机制提出了更高的要求。本文针对4G环境下的安全性要求,对基于4G环境的身份认证和密钥分配方案进行了系统的研究。论文首先介绍了身份认证与密钥分配的基本知识及相关协议,详细讨论了身份验证的手段、种类和方法,以及两种身份验证与密钥分配协议的安全性分析的方法。随后,本人对4G环境的研究现状、关键技术等做了详细的论述,并分析了4G环境所面临的安全威胁。针对其安全威胁,提出4G的安全需求。接下来针对单钥和公钥体制在构建身份验证与密钥分配方案时应用在4G中存在的缺陷,分析了基于公钥体制的身份验证与密钥分配方案在4G环境下应用的可行性及必然趋势。针对以往基于公钥体制的解决方案的缺陷,文中提出了一种高效的基于公钥的无线网络用户接入认证方案——BPKC,以提高用户接入过程的安全性。最后,对BPKC的安全性能和效率进行了分析,与现有公钥认证协议相比,BPKC减少了移动终端的数据传输量和协议执行时间,获得了公钥体制认证协议的安全性和可扩展性以及更高的效率,并可在特定场合实现对移动终端通话的可控、合法监听。最后,文章做了归纳和总结,本文提出的身份验证与密钥分配协议(BPKC)具有更好的安全性及更高的效率,是一种更适合4G环境下应用的身份验证与密钥分配协议。