随着近年来无线通信技术、传感器技术、低功耗嵌入式技术以及一系列相关技术的高速发展和广泛应用,无线传感器网络的实用性和可靠性都得到极大提升,被广泛应用于环境监测、军事目标跟踪、自然灾害救助和健康监护等多种领域。但传感器节点资源受限的特性在一定程度上限制了无线传感器网络的进一步发展。数据融合技术作为无线传感器网络中一种有效的节能手段,能够有效地去除网络中的冗余数据,减少数据包的传输,从而有益于提高网络的整体运行速率,延长网络的生命周期。然而,恶劣的部署环境使得数据融合过程中数据的机密性和完整性保护等方面出现诸多安全问题。攻击者能够通过窃听、篡改、伪造等恶意行为来破坏网络系统安全。因此,如何确保数据融合的安全性是无线传感器网络研究领域中非常有实际意义的研究课题。针对无线传感器网络中的安全数据融合问题,本文主要从两个方面进行深入研究:一是保护数据端到端的机密性,确保数据在传输过程中不被未授权实体访问;二是保护数据端到端的完整性,确保数据在传输过程中不被恶意篡改。此外,在保证数据融合安全性的同时,也考虑到了节约能耗的问题。本文主要贡献如下:(1)在对已有数据融合技术总结的基础上,针对融合函数单一的问题,提出了一个可恢复安全数据融合方案。在该方案中,基站可以恢复出原始数据,从而不必受融合函数的限制,能够对原始数据进行任意所需的处理。该方案利用对称同态加密方案来保护数据端到端的机密性,利用一个高效的基于身份的签名方案来提供数据端到端的完整性检测。该方案与以往可恢复安全数据融合方案不同的是,融合节点不仅负责融合来自成员节点的数据,并对收到的数据进行验证,从而可以实现网内虚假数据过滤。除此之外,融合节点对发往基站的消息进行签名,来保证授权融合。这样一来,基站可以验证收到的数据是否是来自合法的融合节点,确保收到的数据是有效的。分析结果表明,该方案在很好地保护数据机密性和完整性的同时极大地减少了能量消耗。(2)在广泛研究和分析其他数据融合方案的基础上,针对基站难以解密融合数据的问题,提出了一个无线传感网中基于OU同态加密算法的可快速解密的安全数据融合方案。该方案使用OU同态加密算法来保护数据端到端的机密性,使用消息认证码来实现网内虚假数据过滤,利用同态消息认证码算法来保护数据端到端的完整性。与其他方案不同的是,该方案即使在融合结果很大的情况下,基站仍然能够快速解密获得原始密文,而其他方案很可能无法解密密文,或基站一直忙于解密而造成系统瘫痪。此外,该方案中到达基站处的每个簇的数据包是单独认证的,不必等到所有簇的数据均到达才认证,这样一来,如果一个簇的数据认证失败,则只有该簇的数据被丢弃。不像其他的方案,一旦认证失败,则所有数据包括有效数据全部被丢弃,也就意味着所有的数据全部需要重传,极大浪费了节点的传输能量。分析结果表明该方案在能保护数据机密性和完整性的同时,大大降低了传感器节点的计算开销,且与相关研究相比具有较小的解密时延。