无线传感器网络(Wireless Sensor Networks，WSN)综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术等，能够协作地实时监测、感知和采集网络覆盖区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些信息进行处理，传送给需要这些信息的用户。其在军事和民用领域广阔的应用前景，使其得到广泛的关注和快速地发展。　　 传感器节点成簇是实现对WSN高效节能管理和应用的有效途径和关键技术。但在安全敏感的WSN应用中，由于网络的技术特点和资源有限等制约因素，攻击者可能是网络以外的节点，或是网络内部合法节点被俘获后成为恶意节点，节点安全成簇是实现无线传感器网络后续路由、通信和面向应用操作安全的基础。没有安全就没有应用，没有应用就没有发展，如何实现网络的安全成簇，其安全机制和算法的研究具有重要的理论意义和实用价值。　　 本文在分析现有成簇算法以及相应安全对策后，以LEACH(LowEnergy Adaptive Clustering Hierarchy)协议为重点研究对象，提出一种具有安全特征的LEACH算法(LEACH Algorithm with Security Characteristics，LEACH-SC)，包括引入身份认证机制和异常检测机制。其中，身份认证机制基于本文提出的基于ID和地理网格的密钥预分配算法建立的安全引导体系实现；异常检测机制以ARMA预测模型为主要检测算法。　　 仿真实验结果和分析表明：本文提出的身份认证机制能有效地识别外部恶意节点；密钥预分配算法在抗捕获能力、连通率和节省存储空间方面都表现出良好的性能；异常检测算法作为对身份认证机制的完善，能有效的对内部被俘获的恶意节点进行识别。加入这些安全机制的LEACH协议能保证网络安全成簇和安全的数据传输。