无线传感器网络是一种全新的信息获取、处理和传输技术，通常包含大量的自组织成多跳无线网络的分布式传感器节点。由于无线传感器网络具有组网快捷、灵活，不受有线网络约束的优点，可广泛用于紧急搜索、灾难救助、军事、医疗等环境中，因而具有广泛的应用前景。无线传感器网络作为现代通信技术中一个新的研究领域，引起了学术界和工业界的高度重视。多家科学和商业杂志将无线传感器网络技术评为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。 由于无线传感器网络一般配置在恶劣环境、无人区域或敌方阵地中，加之无线传感器网络本身固有的限制，因而网络安全引起了人们的极大关注，这也给研究人员和工程技术人员提出了大量具有挑战性的研究课题。在传感器节点计算速度、电源能量、通信能力和存储空间非常有限的情况下，传统的安全机制不适合运用于无线传感器网络中。无线传感器网络安全通信信协议的研究成果近几年才陆续出现。安全方案还处于理论研究阶段，距离实际应用和形成普遍接受的标准还相差甚远。 本文深入地研究了无线传感器网络常见的攻击方式及防御手段和现有的安全算法。并在此基础上，提出了一种新的无线传感器网络安全方案，并对该方案进行了性能、安全、连通性和抗俘获分析。该算法主要在两个方面改进了安全方案的性能：一是设计了簇密钥以支持安全网内处理，为数据融合，冗余删除和被动加入提供了安全保障，提高了无线传感器网络在安全模式下的工作效率和网络的生命周期。二是应用概率性冗余路径传输，随机的增加返回给数据处理中心的信息副本数量，供数据处理中心进行比较分析，以识别恶意节点。 在实用化的安全方案研究方面，在实际的原型实验平台上实现了基于对称密钥算法的安全管理方案，做出了实现安全系统的初步探索，奠定了进一步研究的良好基础。文章的最后对全文做了总结并对将来的研究方向做出了展望。