无线传感器网络是一种集成了传感器技术、微机电系统技术、无线通信技术和分布式信息处理技术的新兴下一代网络,其应用已经由国防军事领域扩展到了环境监测、交通管理、医疗卫生、制造业、反恐、抗灾等诸多领域,使人们在任何时间、任何地点和任何环境条件下都能够获得大量详实可靠的信息。无线传感器网络常处于无人维护、条件恶劣的环境中。同时由于无线传感器节点本身硬件能力的一些限制,以及复杂的安全环境、多样的安全需求等因素的综合影响下,无线传感器网络的安全受到严峻的挑战。因此安全问题成为无线传感器网络研究的一个重要方面。而密钥管理在无线传感器网络的安全方面具有十分重要的意义。它是保障安全通信、安全路由的关键因素。本文正是基于这种背景,对密钥管理的关键问题进行深入研究,旨在提出安全高效的密钥管理方案。本文首先对无线传感器网络的体系结构,传感器节点的组成以及无线传感器网络的特性做了简单的介绍。分析了无线传感器网络所面临的安全问题。对现有的无线传感器网络的典型的密钥管理方案进行了简单的对比和分析。并特别针对随机密钥预分配方案和可靠的对密钥更新方案进行了详细的介绍和分析。对可靠的对密钥更新方案的更新方法进行改进,并在对随机密钥预分配方案和可靠的对密钥更新方案的分析基础上,提出了基于矩阵的混合密钥管理方案,与随机密钥预分配方案和可靠的对密钥更新方案相比,在存储开销、计算通信开销等方面进行了改善。分析结果显示,与现有的其它方案比较,基于矩阵的混合密钥管理方案在安全性、存储开销、通信计算开销上有优势。同时在基于矩阵的混合密钥管理方案的基础上,提出了一种基于矩阵和混沌的混合密钥管理方案,此方案在存储开销方面有一定的改善。