无线传感器网络以其低成本、多功能及特殊的应用环境,自问世以来,受到了各领域的广泛关注。它的出现和发展,不仅影响了现代科学技术,同时改变了人们的生活和观念。随着无线传感器网络各项技术和应用条件的日趋成熟,其安全问题也越来越受到人们的重视,而密钥管理方案的研究便是其中一个重要的方面。由于传感器节点自身低功耗、低存储、低计算能力等的限制和网络应用的特殊环境,传统的密钥管理方案无法直接运用到无线传感器网络中。因此,设计出能够满足无线传感器网络各种需求的密钥管理方案,对其进一步的发展有着极为重要而深远的意义。本文首先介绍了无线传感器网络目前所面临的安全问题及需求,总结了现有的典型无线传感器网络的密钥管理方案,并将这些方案的优缺点及性能进行了讨论分析。然后,根据这些方案的不足,针对无线传感器网络的特性和安全需求,本文提出了一种新的基于分簇的动态密钥管理方案——KMSS方案。该方案结合了分簇网络结构和动态密钥管理的特点,将网络分成若干簇并提供密钥定期更新机制,减小节点各部分的能量消耗,延长网络寿命,同时满足了无线传感器网络的可扩展性。另一方面,本文将网络中的通信密钥分成簇内会话密钥和主密钥两种。普通节点之间的会话密钥通过预置的单向函数来生成,加强了节点的抗俘获性,而簇头节点与基站之间的主密钥则利用门限秘密共享机制,将主密钥分成n个子密钥分发给各个簇头,单个簇头节点的失效只能泄露其子密钥,提高了网络的安全性。最后,经过分析与比较,该方案能够有效地降低节点的计算、存储开销和网络的通信开销,增强抗俘获性,能够抵御外部的各种攻击,也很好地满足了网络的可扩展性要求。最后,在KMSS方案原有的模型上,提出了一种基于椭圆曲线密码体制的密钥管理方案·——KMSE方案,并针对其各方面性能进行了分析。