无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)在军事、工业物联网、智能家电、环保等多个领域发挥着越来越重要的作用。随着WSN的应用范围的扩展,其安全需求越来越迫切。在基础理论研究方面,研究人员提出了许多安全协议和算法以适应WSN应用需求。由于WSN自身的特点以及越来越庞大的网络结构和规模,网络安全性能的验证往往需要通过仿真实验来获取和分析,以此降低验证成本。但是,目前的仿真平台在WSN安全协议仿真方面具有局限性,并非专业面向WSN的仿真工具或者系统。所以,设计面向WSN安全协议的仿真平台成为目前学术研究和系统应用迫切需要解决的问题。本文以OMNet++为基础,开发一个专门面向WSN安全协议的仿真平台(OMNeT++based WSN Security Protocol Simulation Platform,WSPSim),弥补目前WSN仿真平台的不足,提升WSN安全协议的仿真能力,为设计和验证安全协议提供新的技术手段。(1)针对缺乏WSN安全协议的仿真工具的现实,利用OMNeT++仿真器的基础架构和工具,构建专门面向WSN安全协议的仿真平台WSPSim。平台架构采用模块分级机制,包含无线传感器模块、无线信道模块、能耗模块、数据生成模块、安全模块。该平台基于Eclipse平台的集成开发环境,使用GCC编译C/C++程序,实现网络仿真,降低了开发的成本,提高了WSN安全协议仿真的效率。(2)针对安全协议仿真软件安全模块缺失的问题,提出WSN安全协议模型,丰富安全协议仿真模块。该平台向OMNeT++中嵌入了安全模块,引入了加密算法、隐私保护和信任值评估三种可供选择的安全机制。在加密算法、隐私保护机制中,预装了经典的算法,便于安全协议在此基础上进行改进。在信任评估机制中,提出了改进后的信任评估模型,预设了仿真软件参数接口,为开发和验证新的安全协议提供技术支撑。(3)利用WSPSim仿真平台,对典型的WSN协议进行仿真分析,验证平台的有效性。本文对带MD5哈希算法和信任评估机制的LEACH协议、典型LEACH协议等作为仿真样例,进行的仿真结果对比,即验证仿真平台的正确性,说明改进协议的安全性。另外在相同的仿真环境和设置相同仿真参数条件下,将改进的LEACH协议在NS-3上进行仿真实验,对比两款仿真平台的性能。通过仿真实验,验证了本平台能够正确仿真WSN相关协议和算法,相对于其他仿真平台具有良好的自适应性、易用性。