无线传感器网络是一项新兴的技术,拥有广阔的应用前景,将在人们生产实践的诸多方面发挥越来越重要的作用。对于带有安全性要求的传感器网络而言,如何提高节点间的连通性一直是一个具有挑战性的问题,由于传感器节点本身的特征,传统许多密钥管理方案不适用于无线传感器网络,因而研究适合无线传感器网络自身特点的密钥管理方案显得十分的重要。本文首先介绍了当前无线传感器网络研究的热点和难点技术问题。针对安全技术,论文总结和分析了现有无线传感器网络的密钥管理和认证方案。对密钥管理从随机密钥管理和确定密钥管理两个角度对现有方案进行了分析,并给出了各随机密钥管理方案之间的联系和比较。对认证技术从对称和非对称密钥体制两个方面总结了现有的认证方案。随后,本文在CPKS方案的基础上提出了一种新的基于位置的密钥预分布方案LBRKS,该方案利用了网络中节点的部署知识。部署前,将密钥池均匀地映射至目标区域中。每个节点部署前有一个期望位置,部署后有一个实际部署位置,部署位置服从均匀分布。每个节点根据期望位置以某一概率挑选子密钥。对于不同的密钥挑选概率和节点定位能力,论文研究了节点的连通率,同时研究了已俘获节点数量与其余节点被俘获概率的关系。分析表明对给定的节点定位能力,随着目标区域面积的增加,其余节点被俘获的概率减小。因而,本方案适合大规模网络。同时与CPKS方案相比,该方案进一步提高了邻居节点间共享密钥的概率。最后,本文给出了LBRKS的改进方案LBAS,改进方案给出了节点的认证过程,其具有抗毁性很强,可抵御DoS攻击、节点复制攻击等优点。