链式无线传感器网络作为一种有着特殊拓扑结构的无线传感器网络,被广泛应用到国边境线、道路交通、井下矿道等狭长区域的监测之中。随着物联网技术的大规模普及,作为其感知层重要组成部分的无线传感器网络也随之被更为广泛、深入地部署。然而,无线传感器网络由于其节点价格较为低廉,其在计算、存储能力和能量方面存在着一定的限制,如何在资源受限的条件下提高网络的安全性成为了研究的热门内容。区块链作为比特币的底层技术之一,依靠数学手段和数据结构保障了其安全性和可靠性,其在物联网设备上的成功应用为无线传感器网络安全提供了新的解决思路。本文首先分析了区块链技术中的核心部分内容,对于区块头的构成以及Merkle树结构、查询进行了深入学习和了解;对已有的非均匀分簇、基于地理位置的分簇等无线传感器网络分簇算法进行了研究,并且分析了链式无线传感器网络中节点的分布特征。考虑到无线传感器节点有限的资源,本文提出了一种基于区块链技术分组认证的PEGASIS路由扩展协议。该扩展协议先引入了基于节点分布的概率模型并利用模型进行分组数目的计算,之后通过Merkle树对组内成员进行区块信息的构建,并通过区块信息构建组内互信,实现分组认证的目标。当网络中有节点发生死亡时,本文提出方案仅需要死亡节点所在小组内部重新认证、成链替代传统协议中整个网络重新成链,在确保网络中节点身份的安全可靠对基础上,省去了基站端大量的身份认证过程,也有效减少了其他节点的通信开销,对于网络的寿命有着显著的延长。通过理论分析和仿真实验证明,基于区块链技术所建立的组内成员互信,本文所提方案对于链式无线传感器网络的安全性和可靠性有着明显的改善。对于被扩展协议来说,网络寿命并没有因此减少,反而在节点开始死亡后,由于组内重新构建链路比全网重新成链节省了大量节点的通信开销,延缓了其他节点的死亡时间,延长了整个网络的生命周期。