近年来,随着世界各国对于海洋开发利用的日益重视,为了深入了解海洋,水下无线传感网络作为一种探索海洋的有效方法已经引起了人们的广泛关注。由于海洋复杂环境的限制,水下无线传感网络中设备的电池难于更换,因此如何节省水下无线传感网络能耗以延长网络的使用寿命对于水下无线传感网络的发展十分重要。此外,网络中信息在传输过程的安全性也是当前研究的一个重点。本文研究了水下无线传感网络中信号传输过程的节能及安全性问题。首先,本文对水下无线传感网络的研究现状进行了介绍,指出了水下无线传感网络中存在的问题;并分析了压缩感知理论的理论框架和主要研究方向。提出将压缩感知理论应用于水下无线传感网络中,在减少数据采集量的同时保证了网络中信息在传输过程中的隐私性。与传统水下无线传感网络的节能、加密方法相比,有效的减少了网络能耗,并提升了数据在在传输过程中的安全性。其次,针对水下无线传感网络中数据传输的节能及安全性问题,提出了一种基于混沌压缩感知的网络数据传输方案。该方案利用数据的稀疏性以减少时帧内采样节点数量并减少周期内传输次数。提出基于节点位置的混沌压缩感知加密算法保证了数据传输过程中的隐私性。此外,基于水下信道复杂环境,提出了一种考虑数据包间冲突的基于随机接入信道的传输策略确保了数据的成功恢复。最后,针对水下无线传感网络中图像传输的安全性及重构精度问题,提出了一种基于分块压缩感知的水下图像传输方案。该方案利用分块压缩感知降低了加密过程的计算复杂度,并通过混沌系统减少了密匙的存储空间。提出将K-means聚类算法引入分块压缩感知以更有效的对图像中各块的重要特征进行采样,从而有效的提升了图像重构精度。通过将混沌系统与分块压缩感知相结合并增加混沌测量矩阵与各簇间的相关性,提升了加密图像传输过程中的安全性。仿真实验证明了以上方案在节省网络传输数据、图像能耗的有效性,以及较好的保证了数据、图像在传输过程中抵御各种攻击的安全性。