无线传感器网络是一种涉及多种信息技术的新兴无线网络，其通信过程主要是采用无线信号进行信息传输，这种开放式的信息传输模式导致其安全性较差。而安全作为无线传感器网络的一项最基本服务，其重要性和必要性显然是毋庸置疑，所以对于无线传感器网络安全性的研究具有非常重要的意义。密钥管理作为保障网络安全的最主要方法，是现阶段无线传感器网络应用研究的热门领域之一。因无线传感器网络自身的一些特性，使得以前较为成熟的密钥管理方案对其并不适用。本文主要是在研究无线传感器网络的特性的前提下，对E-G方案，多项式方案Group-based方案等目前的几种经典的密钥管理方案在网络的安全性，连通率，以及能量开销等方面进行综合性的比较，系统全面分析了基于多项式的密钥管理方案具有很好的优势，并在此基础上进行了相应的改进。设计的改进方案，通过理论分析和与实验结果表明，与传统的多项式方案相比，本文提出的方案可以较大程度的减少密钥建立过程中所耗费的能量，同时具有较高的安全性。具体工作如下：1.将多项式方案，地理位置信息部署方案，区域划分方案相结合，使其具有三种方案的优点，如灵活性高，适用性强等优点。在区域划分上进行了改进，提出了一种公共区域和单独区域划分的改进思想。公共区域存储自身和相邻区域的多项式信息，用以实现和自身以及相邻区域通信，密钥用hash函数加密，保证该区域的安全性。对单独区域，只需存储自身多项式，实现和自身区域以及相邻的公共区域的通信，密钥无需hash加密，为保证该区域安全，引入计数器，当记录的不安全节点数超过安全阈值，重新分配密钥，保证该区域的安全性。提出的新方案与原方案在连通率，能量开销，抗捕获性等进行分析，仿真结果表明不仅存储等能量开销减小，在抗捕获性等安全性方面也有很好的提高。2.基于上述方案，在区域划分方案上进行改进。采用节点通信半径R来进行六边形区域划分，距离六边形边界R的范围为外区域，其余部分为内区域，内外区域的划分增强了区域划分的实用性。其次，节点ID信息的增加，不仅存储节点自身标识，还存储相应的区域信息，可直接根据节点信息判断能否通信，节省开销。再次，对安全性上的改进，采用Q-随机方案通信，内区域建立q个密钥通信，为提高外区域的安全性，建立Q（Q>q）个密钥进行通信，这种密钥策略明显提高了网络的安全性。通过新旧方案在连通性，抗捕获性，能量开销等进行分析比较，仿真结果证明不仅减小了存储和通信等的开销，还提高了节点连通性和抗捕获性，网络安全性明显提高了。