传感器网络由大量传感器节点组成,收集的信息量大,存在冗余数据。传感器节点的计算能力、存储能力、通信能量以及携带的能量都十分有限。数据汇聚是针对冗余数据进行网内处理,减少数据传输量,减少能耗的重要技术之一。然而,在战场等非可信环境或对可靠性要求非常高的环境中,数据汇聚也带来了安全风险。本文着重研究传感器网络能量有效的安全数据汇聚问题。根据传感器网络的特点,本文从均衡整个网络的能量消耗,延长网络生存期的角度考虑,提出了基于最大堆的数据汇聚路由协议。协议根据节点的剩余能量和数据传输距离两个参数建立数据汇聚路径,将传输能力强的节点作为上层的汇聚节点,使整个网络能量均衡消耗,从而延长网络生存周期。部署在敌对环境中的传感器节点可能会被俘获,被俘获的节点可以伪造和篡改数据,给传感器网络中的数据汇聚带来了安全问题。消息验证码(Message Authentication Code,MAC)是一种有效防止数据伪造和数据篡改的安全技术。然而,传统的MAC生成算法往往生成较长的MAC,不适合带宽有限的传感器网络。因此,本文提出一种适用于传感器网络的MAC生成算法。算法通过位运算和逻辑移位进行数据替换,从而得到与验证数据长度无关的定长MAC,有效减小了MAC的数据传输量。最后,应用MAC生成算法和延迟汇聚、延迟认证在最大堆的多层次网络结构中实现了一种安全数据汇聚方法。本文根据研究的网络模型用程序进行了仿真,仿真结果表明:基于最大堆的数据汇聚路由协议能较好地平衡网络负载,延长网络生存期。基于编码的MAC生成算法在保证安全性的同时具有更小的通信开销,是一种能量有效的算法。