由大量资源受限的节点组成的无线传感器网络已被广泛用于民用及军事等领域。无线传感器网络一般部署在室外甚至是敌对环境中,加之其固有的脆弱性,因此,无线传感器网络安全引起了人们的极大关注。如何在节点计算速度、电源能量、通信能力和存储空间非常有限的情况下,通过设计安全机制,提供各安全服务,防止各种恶意攻击,为传感器网络创造一个相对安全的工作环境,是一个关系到传感器网络能否真正走向实用的关键性问题。由于无线传感器网络自身的特点,传统的认证协议往往不能直接应用于无线传感器网络。本文首先提出了两个基于PKC的多用户广播认证方案。第一个方案利用Bloom filter技术提高公钥存储效率,用ECDSA进行消息签名和验证,同时提供了用户加入和撤销的具体方法。与三种经典方案相比较,基于Bloom fiter的方案在存储效率,通信开销,计算开销和安全强度上表现更好。为支持更多的网络用户,在第一个方案基础上结合Merkle哈希树技术,提出了综合认证方案。该方案具有跟第一个方案一样的计算开销和安全强度,非常适用于网络用户众多的大型分布式传感器网络。其次提出了一个基于信誉的随机认证方案来防御广播认证的DoS攻击。方案通过信誉管理和风险管理能有效的隔离DoS攻击,结合随机机制允许一部分消息直接转发减少了消息的平均端到端时延。模拟实验表明该方案相对于以往的方案有更强、更灵活的防御DoS攻击能力,同时在消息的端到端时延和防DoS攻击上达到了一个更好的平衡。由于该方案不依赖于任何特定的广播认证协议,因而可作为一种通用的防御广播认证DoS攻击的方案。分析表明,方案的计算、存储和通信开销小,非常适合资源严格受限的无线传感器网络。