无线传感器网络是目前计算机网络和通信领域非常具有前沿性的研究方向。在没有任何基础设施的前提下,通过大量无线传感器节点协同作业,能够进行实时监测、感知和获取任何地理环境和范围内的数据信息,并通过无线网络进行处理和转发,将获取的信息通过融合处理后传送到基站。由于无线传感器网络在安全性、能耗性等方面面临着非常严峻的挑战,也是亟待解决的问题。针对目前现有的无线传感器网络路由协议在设计过程中主要以节能为首要前提,在安全性方面考虑较少,本文对无线传感器网络工作原理、路由协议、受攻击方式等方面进行了相关研究,通过分析典型的分簇路由协议LEACH协议,对其在安全性、能耗、不均匀分簇等方面存在的不足,提出了改进算法。主要研究工作如下:针对LEACH协议存在分簇不均匀、能量消耗不均衡等问题,提出了基于蜘蛛网分割技术LEACH-SPW协议,该协议通过合理划分网络的覆盖范围,使网络范围内呈规律性的区域划分。距离基站越近簇和节点的数量就越多,能量也就越多,反之就越少。这样就能够让距离基站较近的多个簇和节点均分数据通信任务,让距离基站较远的少量簇和节点分担较少的数据通信任务,并且通过多跳的数据传输方式,避免因距离基站较远产生大功率的能量消耗,达到降低节点能耗、延长网络的生存时间的目的;考虑到簇间数据传输的能耗问题,通过判断簇头与基站进行直接或者间接数据传输产生的能耗,来选择单跳或者多跳的方式进行数据传输,以此来节省能量的消耗;对于簇头节点的选取方式,剩余能量大的节点以更高的概率当选为簇头节点,这样就会提升网络的生存时间。此外,对无线传感器网络路由协议的安全性进行了研究,针对LEACH-SPW协议引入了安全机制,包括添加预分配密钥、划分蜘蛛网区域和更新密钥等,以达到提高网络的安全性和保密性,通过对LEACH-SPW协议的安全性进行分析,结果表明添加了安全机制的LEACH-SPW协议能够实现低能耗的基础上更加安全的、稳定的运行。最后,对本文提出的LEACH-SPW协议进行了仿真。分析结果表明,与LEACH协议相比,LEACH-SPW协议在节点死亡时间、节点总能耗、节点存活数量、Sink节点接收的数据量等方面都优于LEACH,验证了所提出协议的可行性和有效性。