无线传感器网络是集计算机、通信、网络、智能计算、传感器、嵌入式系统、微电子等多个领域交叉综合的新兴学科,具有协作的感知、采集、处理和传输信息的能力。由于无线传感器网络具有组网迅速、灵活,不受有线网络约束等优点,可广泛应用于军事、医疗、环境监测、反恐和公共安全等环境中,具有广泛的应用前景。无线传感器网络作为现代通信技术领域中的一个新的研究领域,已经引起了学术界和工业界的高度重视。随着传感器网络走向应用的步伐加快,其安全性显得越发重要。传感器网络面临着多种攻击,路由层的攻击尤为突出,严重时导致整个网络的瘫痪。由于传感器网络应用坏境的特殊性,使得研究人员在设计路由协议之初,把主要精力用在节约能耗方面,没有把安全性作为设计目标,而传统网络路由协议的安全机制无法直接应用于传感器网络,因此对于传感器网络路由协议的安全性研究显得非常重要。本文主要研究传感器网络路由协议的安全性,并进行分析和改进。本文首先详细分析了无线传感器网络中现有典型路由协议,并选择了综合性能较好的GEAR路由协议作为研究对象。然后详细分析了路由层面临的各种攻击并提出防御策略,并根据GEAR路由协议的优点和缺点,提出了一种新的安全路由协议E-GEAR。E-GEAR是根据现有安全路由协议的设计策略,在GEAR的基础上引入安全机制而得。E-GEAR通过引入区域划分、基于位置密钥对的安全引导方案、以及基于多点确认方案的节点信誉评价机制具有了很好的安全性能,能够抵御网络层的多种攻击。最后,通过NS2仿真平台对改进前后的GEAR协议进行仿真,能耗仿真结果显示,由引入安全机制所增加的能耗较小;安全性仿真结果显示,E-GEAR具有识别恶意丢包节点的能力,在投递率和丢包率方面都有很大的改善。