En las redes de sensores de gas, los usuarios pueden acceder a los datos recopilados por los nodos del sensor, pero existe un riesgo de fuga de datos durante la transmisión. Este documento propone un protocolo de autenticación bidireccional ligero basado en funciones físicamente no clonables de sensores de gas (GS-PUFs) con tecnología de autenticación para garantizar la fiabilidad de los datos de los nodos del sensor. Se construye un conjunto de PUF de sensor preparando sensores de gas para mejorar la seguridad de los datos de la capa física y reducir el consumo de recursos de hardware. La parte de autenticación del protocolo utiliza principalmente métodos de cifrado ligero, que consisten en datos PUF, funciones hash criptográficas unidireccionales y funciones iso-o, para reducir la sobrecarga computacional del proceso de autenticación. La seguridad del protocolo se mejora cifrando la respuesta GS-PUF como un valor hash irreversible y verificando el valor hash por el usuario, el servidor y el nodo del sensor para completar la autenticación bidireccional. Los resultados de las pruebas demuestran que el protocolo, verificado a través de la herramienta formal ProVerif, puede resistir ataques de suplantación, de repetición, de manipulación de nodos y de clonación. Entre los esquemas comparados, este protocolo ofrece la mayor seguridad y la menor sobrecarga de recursos, lo que lo hace aplicable de manera efectiva en el Internet de las cosas y otros campos.