无线传感器网络是由感知周围环境的各种传感器节点组成的,是一种多跳自组织的无线通信网络。作为当今社会热点技术之一,已被广泛应用于军事、环境监测和保护、绿色农业、工业监测、智能家居、智能交通、远程医疗等领域。传感器节点采用自供电方式,硬件存储和计算等能力有限,同时网络拓扑处于动态变化中,为此设计高效的路由算法是研究的重要方向。无线传感器网络暴露在外,传输信道容易受到窃听和攻击,信息的安全传输问题有待更好的解决。本文主要内容概括为:1.针对WSN节点能量资源有限问题和如何实现能量的高效利用的难点,设计了一种均匀分簇的层次安全路由算法。算法首先采用正六边形网格的分簇方式对区域进行均匀划分,并设计了合理的簇头选举和维护机制以及数据融合策略;为建立高效优化的路由链路传输数据,又设计了层次路由策略以及自动查找路由策略;最后采用预编码技术保证数据的安全传输。仿真表明,所提算法与GRID算法相比,可有效节约节点能量、均衡负载、适应大规模网络、延长生命周期。2.设计的路由算法采用网络编码中的预编码技术,针对网络编码数据传输机制所存在的代间污染攻击和网络开销大的缺陷,提出一种抵抗代内/间攻击的同态签名认证方案。方案利用代标识符来设计签名和验证算法,无需更换系统公密钥。理论分析了同态签名方案的安全性,并在通信开销和计算开销两个方面分析方案的性能。结果表明方案可有效检测和抵抗代内/间攻击,可实现多代信源信息独立认证,具有通信、计算开销小,效率高,安全性能好的优势。