本发明公开了一种适用于车联网环境的基于物理安全的认证密钥协商方法，包括：车辆和RSU向第三方TA注册登记，并且利用物理不可克隆函数PUF和模糊提取存储挑战值和辅助值。RSU向车辆发送伪造的假身份，车辆根据存储的挑战值和辅助值，获取RSU的身份，并验证其真实性；车辆利用物理不可克隆函数得到的随机值计算一个会话密钥和其验证值，并将验证等式和自己的假身份发送给RSU，RSU同样根据存储的挑战值和辅助值，确认车辆的身份，并计算一个共享的会话密钥；RSU发送加密的时间戳给车辆，使车辆可以确定此次密钥协商的成功。与现有技术相比，本发明能够实现路侧单元和车辆在公开信道上安全地密钥协商，同时不暴露双方的身份信息。