无线传感器网络是由一组带有无线通信收发装置的传感器节点以自组织的方式组成的一个多跳、临时、无中心的网络，可广泛用于海洋和野生动植物监测，楼宇安全及地震监测，以及许多军事应用中，具有广泛的应用前景。无线传感器网络节点一般布置在比较恶劣的环境或是敌方阵地中，因此很容易受到攻击，在传感器节点计算速度、电源能量、通信能力和存储空间非常有限的情况下，现有的安全机制是不够的。新问题激励新的研究，并且也提出了一些适用于传感器网络的安全机制。密钥管理技术和路由协议就是无线传感器网络领域中重要的研究课题。　　 本文首先介绍了无线传感器网络的基本概念，特点，安全需求及安全威胁；论述了密钥管理的理论，并在此基础上提出了一种新的密钥管理方案。该方案主要在两个方面改进了安全方案的性能：一是设计了一种基于预共享的对偶密钥生成和分配方案，并对该方案进行了性能、安全、和抗俘获分析。分析表明，方案能提高网络连通性，减小节点的存储密钥数量，同时花费较低的通信开销和计算量，较好的平衡了节点密钥的存储量和网络的通信量。二是提出了一种基于共享密钥的节点鉴别机制，实现了网内节点间在通信前确认彼此身份的合法性和有效性。详细介绍了无线传感器网络的路由协议，并对分簇路由协议进行了深入的分析，提出了一种改进的分簇路由机制。这种机制一方面采用多跳路由算法建立起节点到达簇首的最小跳数链路，达到平衡网络负载的作用；另一方面通过合理选择一个备份簇头，增强了网络的抗毁性，提高了网络的安全性。最后对新的算法进行了仿真。结果表明，新的算法提高了无线传感器网络在安全模式下的工作效率和网络的生命周期。验证了所建议算法在无线传感器网络中的有效性。最后对全文做了总结并对将来的研究方向做出了展望。