随着传感器技术、无线通信技术和数据处理技术的迅猛发展,已经出现了集这三种技术为一体的传感器器件。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组成的无线网络,能够协作地感知、采集和处理网络覆盖的地理区域中感知对象的信息,并发布给观察者。无线传感器网络技术将是21世纪最有发展前景的技术之一,本文在介绍了无线传感器网络的基础上,着重分析和研究了现有的无线传感器网络的密钥管理方案并针对安全性和通信能耗进行了改进。 本文共分四章,在第一章回顾了无线传感器网络的发展历程,介绍了无线传感器网络的应用场合以及发展前景,并且总结了现有的无线传感器网络的网络架构以及现在面临的技术难点和挑战。 第二章主要对现有的无线传感器网络面临的安全问题和目前存在的各种密钥管理方案进行了简单的对比和分析,并特别针对预分配密钥方案的安全性和能耗进行了简单的介绍。为后面的深入研究无线传感器网络的密钥管理方案奠定了基础。 第三章针对原EG方案进行了分析和仿真,并在原方案基础上,针对安全性和能耗方面的不足,提出了LPEG(EG-Based Low Power wireless sensor network key management scheme),并建立工程仿真模型进行了能耗和安全性的仿真。 第四章更进一步利用q-composite和Multipath Key Reinforcement思路进行了扩展,理论分析和仿真结果表明,改进后的LPEG方案使安全性能有了一定的提高,并且极大地降低节点的通信能耗,有效地延长了网络的寿命。 最后对所作的工作进行了总结。