无线传感器网络具有通信能力有限、电源能量有限、计算速度和存储空间有限、传感器节点配置密集和网络拓扑结构灵活多变等缺陷,不能保证数据信息在传输中机密性,完整性,真实性和时效性。这些缺陷对无线传感器网络的发展极为不利,没有安全可靠的网络传输保证,其在将来的推广中也会大大受阻。这些问题推动了基于ZigBee的安全消息传输的研究。为此,本文从ZigBee网络节点特性和ZigBee通信网的安全机制进行分析和研究,总结出ZigBee消息在应用层的安全传输是问题的关键。因此,提出了一种ZigBee应用层消息安全机制,将无线传感器网络划分为基于簇的分层体系结构,应用了由Diffie-Hellman密钥协商协议扩展的群组密钥协商机制,结合基于CBC模式的DES加密算法,对ZigBee应用层的消息数据进行封装。最后,对本文提出的ZigBee应用层消息安全机制进行实验与分析。本文主要使用CC2530模块组建ZigBee通信网络的硬件平台,并通过接口设备LTC1756和IS07816的硬件接口驱动程序将SAM卡与CC2530模块进行连接,把本文中提出的ZigBee应用层消息安全机制应用到ZigBee通信网络中,并使用CC2531模块和PacketSniffer(包嗅探器)软件对其应用层消息数据的安全传输进行实验与分析,证明了本文中提出的ZigBee应用层消息安全机制的可行性。再对DES软件、DES硬件、基于CBC模式的DES软件和基于CBC模式的DES硬件等几种加密方式的加密效率进行测试与对比。