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。无线传感器网络是由大量传感器节点组成的分布式无线网络，当前，无线传感器网络正成为人们的研究热点。多家科学和商业杂志将无线传感器网络网络技术评为21世纪深刻改变人类生活的十大技术之一。无线传感器网络将是沟通物理世界和数字世界的一个桥梁，通过大规模部署的传感器节点获取现实世界的信息，无线传感器网络可以将这些信息融合到互联网之中，因此在互联网技术蓬勃发展的今天尤具有丰富的应用空间。 无线传感器网络在很多应用下有较高的安全要求，比如在军事领域和商业领域。然而，由于无线传感器节点本身硬件能力的一些限制，导致了现在成熟的安全技术方案不能直接应用于无线传感器网络之中，因此，安全问题成为无线传感器网络研究的一个重要方面。无线传感器网络安全问题的核心是密钥管理问题。 本文着重分析和研究了现有的几种比较有代表性的密钥管理方案，并对这些方案进行了性能分析和对比。在此基础上，提出了一种新的密钥管理方案—基于分组的随机密钥对管理方案，同时针对方案中的一些问题做了具体的设计。另外，还在连通性、安全性、网络动态性和网络负载等方面与其他方案作了具体的比较分析。通过理论分析和仿真实验得到，本文方案在能量消耗、安全性和网络规模上都有显著提高。