无线网状网络是一种受到广泛关注的宽带无线网络架构。它继承了无线局域网技术中成本低、部署便捷的特点,同时还具有无线自组织网络的多跳结构,获得了可扩展性和健壮性上的性能提升,因而拥有良好的应用前景。但是无线网状网络本身标准尚在草案中,同时由于安全问题没有在无线网状网络研究的早期受到重视,使得现有的无线网状网络在安全方面存在着许多隐患,制约了无线网状网络的大规模商用,因此安全无线网状网络的设计和实现成为了一个紧迫的课题。本文研究了安全无线网状网络的设计和实现。首先在对无线网状网络相关特性和关键技术进行理论研究的基础上,提出了使用普通无线路由器硬件实现无线网状网络节点的设计方案,并通过在节点上完成了无线网状网络运行所需的四个软件模块:无线媒体质量监测模块、骨干多跳传输模块、自动网关选择与恢复模块自组织模块,实现了无线网状网络节点。接着,本文重点分析了无线网状网络的安全问题,并基于软件模块化路由器Click和无线路由器操作系统OpenWrt,设计并实现了安全无线网状网络运行所需的可用性、保密性和可靠性三大安全组件,完成了安全无线网状网络原型系统的构建。最后,本文介绍了SJTU-Mesh安全无线网状网络测试床,以及在测试床上进行的一系列试验以评估网络性能。测试结果表明,安全无线网状网络的设计可以在保障安全性的同时,提供用户接入所需的网络性能,达到了设计的目标。无线网络服务的推广已经成为电信运营商市场争夺的焦点,而在这一进程中,无线网状网络扮演着极为重要的角色。本文所述的安全无线网状网络的研究和实现解决了一些现有的问题,实现了安全无线网状网络的原型系统,并在企业、学校等场景进行了部署和测试,获得了具有重要价值的参考数据,对未来无线网状网络的大规模部署和应用提供了有力的技术支撑。