无线传感器网络可广泛应用于教育、军事、医疗、交通等诸多领域,拥有巨大的应用潜力和商业价值。安全是无线传感器网络最基本的一项服务,特别是当无线传感器网络被部署在无人触及或容易受损或被俘获的环境时,保证其安全性更是应该优先考虑的问题。而以提供安全、可靠的保密通信为目标的密钥管理是无线传感器网络安全研究最为重要、最为基本的内容,也是其他安全机制和针对特定攻击的解决方案等的基础,是当前无线传感器网络研究的热门领域。本文对无线传感器网络的安全技术进行了讨论,分析了无线传感器网络的安全需求、面临的安全威胁以及采取的安全对策。在此基础上概述了无线传感器网络的密钥管理,主要介绍了密钥管理的内容、性能评价指标,并对现有密钥管理方案进行了归类总结。文中重点研究了密钥管理方案中的密钥预分配方案。对于典型的密钥预分配方案：E-G方案、q-Composite方案、随机密钥对方案、基于有限域对称多项式方案、基于地理信息或部署知识的随机预分配方案,文中探讨了其基本原理和部署模型,并分析比较了其在安全连通概率、网络负载、抗俘获能力上的性能。在以上总结分析的基础上,本文结合分层思想、q-Composite方案、多密钥空间方案,提出了一种基于多密钥空间q复合的分层密钥管理方案。文中详细描述了该方案实现流程和构造算法。该方案在不同的节点层中,采用不同的密钥分配方法,通过分析表明,该方案可在保证整体安全连通性的基础上,大大降低无线传感器网络的通信密钥被破解的概率。