近年来，由于拥有广泛的应用前景，无线传感器网络(WSN)得到了迅速发展。传感器网络由大量能够对外界环境变化作出反应的传感器结点组成，在典型的应用环境中，传感器结点散布在整个任务区域内并收集数据，结点之间相互协同工作，共同完成任务。每个传感器结点自身资源有限，通常由电池供电，电量较低，且由于被大量布置在野外环境，电量难以补充，电池电量直接决定传感器结点使用寿命；每个传感器结点还应具有独立的感应装置，有限的数据处理能力，小范围的无线电通讯能力。传感器网络有广泛的应用，如森林防火，火山、地震监测，环境信息采集，军事领域跟踪侦察等。当传感器网络被安放在敌对环境中，因为易于受到监听和各种恶意攻击，通讯安全问题变得极为重要。例如，对方很容易监听通讯，冒充网络中结点，或向其他结点提供虚假信息。为了实现安全通讯，应该对通讯内容进行加密和认证。密钥的分配与管理就成为关键问题。 本文简单介绍了无线传感器网络的概念和相关内容，重点针对传感器网络中的安全问题提出了一种新的密钥分配机制，并分析了此机制对网络连通性的提高、便捷的结点加入、删除，以及优化网络信息处理以减少通讯量、优化路由等方面的性能改进。分析了可能受到的网络攻击行为和机制对于这些攻击行为的有效预防。 密钥分配机制的设计是本文研究的重点和难点，在这一阶段中提出了密钥管理树的概念，密钥管理树作为本方案的基本实现框架是整个机制得以实现的载体。由于受每个传感器结点自身资源的限制，传统网络中所采用的密钥分配策略，并不适用于无线传感器网络。本文提出了一种基于结点位置对密钥进行预分配和动态分配相结合的密钥分配策略，通过构造一棵密钥管理树实现了总体上的逐层集中式管理和在密钥管理树的枝叶部分采取的分布式管理的结合。应用这一策略构建的传感器网络其安全性和连通性有明显提高，并且这一策略还有效降低了系统的通讯开销，延长了整个网络的生存时间，同时本策略也对现有针对无线传感器网络的常见攻击方式进行了分析并进行了有效的预防。结构清晰的密钥管理树是传感器网络密钥分配过程以及对整个网络进行整体管理的基础和核心，为对网络性能进行的各项优化措施提供了有效途径。