无线传感器网络具有无中心控制、没有固定设施和拓扑动态变化的特点，它比传统网络更易受到各种形式的入侵和恶意攻击。因此，许多应用场合对无线传感器网络安全提出了较高要求。而广播认证是网络安全服务的一个基本方面，目的是证明节点的身份和消息的来源。 本文在介绍了无线传感器网络的相关概念、系统结构、网络特点及安全问题的基础之上，分析了无线传感器网络中的安全设计目标并主要讨论了重要的安全服务之一—广播认证。同时，对一些认证协议及其算法进行了分类和分析评估。特别地，本文对基于Merkle散列树的广播认证方案进行了重点研究。在此基础之上提出了一种新的基于分簇的Merkle散列树广播认证方案。该方案针对原有认证方案都存在通信消耗较大、计算量大和单点失效的不足，利用Merkle散列树的优良特性和网络分簇技术避免了这些问题。从而该方案是一个有效的、更加实用的安全认证策略，而且非常适用于大规模无线传感器网络中的广播认证。同时，通过有效地均衡网络通信负载和节点存储，可以增长网络生存期和提高网络安全性。 该方案采用一个消息包一次签名的机制，通过初始化和认证两个阶段来完成对签名消息包的验证。文中对每一个阶段的实现都进行了详细地描述，并为尽可能地降低能耗对树的参数进行了优化。在对该方案的安全性能及能耗情况进行理论分析和验证后，与现有的方案进行了比较。