无线传感器网络(WSNs)是复杂网络的一种，由于其组成节点的体积小，便于携带，已被广泛应用于军事，农业，畜牧业，林业等各个领域。由于无线传感器网络对节点的能量有限制，处于一些特殊位置的节点，当其受到攻击者攻击或者因能量耗尽而失效时，可能引发网络的级联失效从而导致网络的大规模崩溃。因此研究网络的级联失效，如何在网络中尽可能早发现这些节点，并对这些节点采取一定的保护措施，会对网络的鲁棒性研究具有积极的作用。　　首先，课题基于节点的局部信息(节点度)和全局信息(节点介数)，并紧紧围绕负载这一影响级联失效发生和传播最重要的物理量以及节点崩溃后的动力学过程，提出了一种级联失效模型，并分析了模型在无标度网络中的级联失效条件。该模型综合节点的度和介数构建负载，并结合节点的负载和能量确定负载的重分配比例。数值模拟获得了网络抵制级联失效的鲁棒性与模型中参数的关系，基于网络负载分配规则的分析以及理论解析的推导验证了数值模拟结论。　　其次，在级联失效模型的基础上从另一种角度考虑，提出一种基于级联失效的关键点判定算法。假设节点失效后，在一定范围内会引起网络的级联失效，将失效节点在其邻居节点引起的负载和能量的变化定义为节点的重要度，以此来判断出网络中的关键点。并通过MATLAB仿真平台，将所提算法与已有的关键点经典判定算法进行对比仿真，以验证该算法的有效性和准确性。　　最后，在无标度网络级联失效基础上，提出一种防御资源优化分配的策略来保护网络中的关键节点。首先，利用防御资源分配的幂率模型，通过调节参数获得最好的分配方案，为网络中的每个节点初步分配防御资源。然后，通过基于级联失效的关键节点判定算法识别出网络中部分关键节点。最后借鉴概率风险分析模型进一步优化关键节点的防御资源，使有限的防御资源在这些节点的合理分配最大化抵御攻击者的攻击，更好的保护网络中的关键节点，提高整个网络的鲁棒性。