近年来随着传感器技术、无线通信技术和数据处理技术的发展，产生了无线传感器网络(WSN)这一新的信息获取和处理模式。多个传感器节点通过无线通信、自组织的方式构成传感器网络，协同工作实时感知、获取和处理网络覆盖区域的信息，并发布给观察者。传感器网络应用广泛，已被用于军事、环境科学、空间探索等领域。传感器网络因其部署区域的开放特性以及无线电网络的广播特性，易于受到监听和各种恶意攻击，安全问题极为重要。为了实现安全通信，应该对通信内容进行加密和认证。安全问题的解决取决于健壮、高效的密钥管理方案，密钥管理是建立安全的无线传感器网络的首要问题。每个传感器节点采用电池供电，电源能量极其有限，且通常布置在野外环境，电量难以补充；每个传感器节点只有有限的存储能力和数据处理能力，小范围的无线电通讯能力。受传感器节点自身资源的限制，传统网络中所采用的密钥管理方案并不适用于无线传感器网络。在无线传感器网络中，密钥分配和管理需要新方法的提出。本文简单介绍了无线传感器网络的概念和相关内容，重点针对传感器网络中的安全问题提出了一种新的基于分簇的密钥管理方案(Key-Management scheme Based on Clustering，KMBC)，并分析了此方案对网络连通性、安全性、可扩展性、对特定攻击的抵抗性以及能耗等方面的性能改进。密钥分配方案的设计是本文研究的重点和难点，提出了基于分簇信息进行密钥分配的算法，基站利用由路由协议得到的分簇信息按照各簇与基站的距离由远及近地为各簇分配密钥池，并将密钥池发送到各簇簇首，簇首负责簇内节点密钥环的分配，处于两个或者多个簇交叠区域的节点称为网关节点，网关节点的密钥环来自自己连接的多个簇，可以实现簇间安全通信。KMBC方案适应于采用层次路由协议的无线传感器网络，应用该方案构建的传感器网络其安全性和连通性有明显提高，并且这一方案还支持较大规模的传感器网络，支持网络的动态变化，同时本方案也对现有针对无线传感器网络的常见攻击方式具有一定的抵抗性。