随着万物互联时代的到来,人们在使用物联网的同时,也面临一些挑战。一方面,大多资源受限的物联网设备难以实现高级安全的密钥管理方案,另一方面,大多应用于物联网的密钥管理方案在密钥生成、分发过程中都需要有第三方参与,具有安全风险和计算、通信的负担。针对以上问题,本文研究适用于物联网的轻量级去中心化的密钥管理方案。本文首先提出了一种去中心化的密钥分发方法,在此基础上设计了去中心化的密钥管理方案,最后实现了去中心化的密钥管理系统。本文的主要研究内容如下:为了解决传统的密钥分发方法不适用于资源受限的物联网节点的问题,本文对椭圆曲线密码算法中的标量乘法进行改进,以降低生成公私钥的时间和能耗。提出了节点的信誉评估机制以挑选优质节点当选为主节点来领导共识和生成公钥区块,节点之间通过改进的PBFT算法达成共识。实验表明,本文提出的方法相比其他方法,在生成公私钥所消耗的时间和内存分别降低了13.9%、16.7%,在挑选主节点方面,挑选到优质节点的概率提升了15.8%,挑选到恶意节点的概率降低了19.5%。在提出的去中心化的密钥分发方法的基础上,本文首先针对节点过多时使用PBFT算法产生的高延迟问题,提出了节点分簇算法,每一个簇头节点生成子公钥区块链,簇头节点中的主节点合并子公钥区块链形成主公钥区块链,主公钥区块链由所有簇头节点共同维护,可方便不同簇中的节点协商通信。在此基础上,本文提出了ECCR密钥协商算法,在降低能耗的同时,保证了通信过程中的一次一密,结合节点的加入和退出,分别阐述了静态节点和动态节点的密钥管理方案。实验表明,本文提出的协商算法相比其他算法在时耗和能耗上有较大优化,提出的去中心化的密钥管理方案相比其他方案,在计算、通信和存储开销上分别降低了22.8%、21.18%、31.26%。最后,本文设计和实现了去中心化的密钥管理系统,选用了CC2530单片机作为资源受限的物联网节点,一台计算机作为系统的可视化界面和保存公钥的区块链数据库。通过节点的灯亮表示节点之间通信成功,使用抓包软件验证信息是否通过密文传输。从身份认证、信息传输和信息存储分析了系统的安全性,表明设计的系统可保证节点之间通信的安全性,有一定的应用价值。