无线传感器网络(WSN,Wireless Sensor Networks)是由大量具有无线通信、传感、数据处理能力的传感器节点以自组织方式所组成的网络,在军事、环境监测、医疗健康、空间探索等领域有着广阔的应用前景。针对WSN的一些敏感应用场合,如军事和商业应用,必须要考虑它的安全通信,而一切安全问题首先要解决的是密钥管理问题。由于WSN的计算、存储、能量、通信等资源受限,传统网络的密钥管理方法并不适用于WSN,因此有必要研究专门针对WSN的密钥管理方案。本文在分析当前WSN几种典型的密钥管理方案的基础上,针对当前一些方案在安全性、密钥连通性、存储消耗等方面表现的不足,提出了3种安全有效的密钥管理方案。相关的仿真实验以及与现有方案的比较,说明本文提出的3种方案具有较好的性能,适合资源受限的WSN。本文的主要工作和成果如下:1.针对当前基于多项式的密钥管理方案在安全性方面存在的不足,通过对分配给每个节点的ID引入一个辅助集,提出了一种增强的基于多项式的WSN密钥管理方案,增加了破解多项式系数的难度。2.针对当前随机的密钥管理方案不能保证节点密钥完全连通的问题,从多密钥空间的角度,通过构建合理的密钥链来保证相邻节点间密钥的完全连通,从而提出了基于多密钥空间的WSN随机密钥管理方案。3.针对现有方案在存储消耗上存在的问题,提出一种基于时间同步的WSN密钥管理协议。协议将单密钥机制的思想与时间同步技术相结合,通过在每隔一定的时间周期性更新节点中的密钥来保证节点内密钥的安全性,并大大减少了节点的存储消耗。