无线无线传感器网络是由传感器节点以自组织方式构成的无线网络,其目的是感知、采集、和处理网络覆盖区域内感知对象的信息,并将收到的信息传递给观察者。无线传感器网络在军事、环境、健康、家庭等各个领域都有广泛应用。2012年年底出现了PM2.5等环境问题,无线传感器网络在协助解决这些问题方面显示了巨大的优势。随着无线传感器网络应用范围的不断扩大,各项技术的日趋成熟,其安全问题越来越多地受到人们的重视。密钥管理作为无线传感器网络安全研究中的重要一环,变得越来越重要。传感器节点具有能量有限、存储能力和计算能力受限的特点,网络应用环境也具有特殊性,这些特性导致传统密钥管理方法无法直接应用于无线传感器网络之中。无线传感器网络密钥管理研究就是为有效解决无线传感器网络安全问题,促进无线传感器网络广泛应用而存在的。本文首先介绍了无线传感器网络目前所面临的安全问题,分析了其安全需求和实现方式,在此基础上引入无线传感器网络的密钥管理,主要介绍了密钥管理的内容,关键的性能评价指标,并将密钥管理方案分类。然后重点介绍目前使用最多、最典型的无线传感器网络密钥管理方案,分析这些方案的部署模型和基本原理。通过对比这些方案在抗攻击能力,安全连通概率,计算和存储开销等方面的性能差异,总结出这些方案的性能指标和优缺点。在以上分析总结的基础之上,根据这些方案的不足,针对无线传感器网络资源受限的特性和其具体的安全需求,本文结合分簇理论,对q-composite方案进行改进,提出了一种基于分簇网络的HCQC密钥管理方案。该方案充分利用分簇网络结构的特点,根据不同层簇通信需求的不同,应用不同的密钥管理方案。文中详细描述了该方案实现过程,根据方案的特点,对方案进行性能分析,分别从网络抗攻击能力,安全连通率,计算复杂度,通信开销和存储开销五个方面将其同经典的密钥管理方案,尤其是q-composite方案进行了比较。通过分析计算发现,该方案不但可以适用于大规模网络,而且可以提高无线传感器网络的抗攻击能力和网络连通率,并且在开销控制上也有着不错的表现。