近年来,无线传感器网络以其独有的特性和重要的价值被逐渐应用到国民生活的各个领域。路由协议是无线传感器网络感知信息传输和汇聚的基础,由于无线传感器网络自身的特性以及应用环境的复杂性,保证路由协议的安全性成为无线传感器网络中一项重要的支撑技术,直接影响到无线传感器网络对周围物理世界监测的质量。有限的计算能力、存储能力和通信能力限制了无线传感器网络安全路由技术的发展,本文以保证路由协议的安全性,同时减少和均衡传感器节点的能量消耗,延长网络生存时间为主要设计目标,对无线传感器网络安全路由问题进行了详细分析和深入研究。本文的主要贡献可概括如下：(1)研究了无线传感器网络容忍攻击的安全位置发现问题,提出了基于一致度的抵御过半合谋攻击的WSN安全位置发现算法。针对定位算法抵御攻击的鲁棒性差,以及算法效率较低的问题,以基于选举的位置估计算法为基础,首先提出基于一致度的加速策略,依据一致度对来自信标节点的位置参照进行排序以加快目标区域的收敛速度。为了抵御合谋节点发起的过半攻击,将已经安全定位的非信标节点的位置信息引入到定位过程中,作为近似位置参照,并进一步提出了基于一致度的抵御过半合谋攻击的安全位置估计算法。大量的仿真实验结果表明,所提出的算法能有效抵御过半合谋攻击,成功检测并过滤恶意节点,提高定位结果的准确性。(2)研究了无线传感器网络中源节点位置隐私保护问题,提出了基于扇形区域的源节点位置隐私保护路由算法。针对保护源节点位置隐私和路由算法效率之间的均衡问题,提出基于扇形区域的源节点位置隐私保护路由算法。该算法利用扇形区域圆心角的大小控制路由路径的方向,确保数据朝向汇聚节点的方向传送,并采用随机选取扇形子区域作为下一跳中继节点可选区域的机制来实现源节点的位置隐私保护。同时,在选取中继节点时兼顾所选节点与汇聚节点、源节点之间的距离,确保增强源节点位置隐私的同时能有效减少网络能耗、提高路由算法的执行效率。一系列仿真实验结果表明,该路由算法能够有效增强源节点位置隐私的安全性,并在能耗、时延、数据投递率等方面具有相对较好的性能。(3)研究了基于博弈论的无线传感器网络安全路由问题,提出了基于合作策略的动态博弈路由算法。针对传统的基于博弈理论的WSN安全路由机制存在的传感器节点能耗不均衡问题,以及路由算法效率低下问题,提出了基于合作策略的动态博弈路由算法,建立激励机制鼓励自私节点积极参与数据转发,并对不合作的节点进行惩罚,路由选择过程中的每个发送节点和接收节点都可根据效用函数做出最优决策,确保数据包沿着安全、高效、节能的路径传输到汇聚节点。仿真实验结果表明,上述机制能促使理性的自私节点积极参与路由协作,并能有效地提高网络吞吐率,延长网络生存时间。(4)研究了基于声誉机制的无线传感器网络安全路由问题,提出了基于声誉机制的激励节点合作的安全路由算法。针对传统的基于声誉机制的路由模型抵御环境等因素干扰的容错性差的问题,提出基于声誉机制的激励节点合作的安全路由算法。在该算法中,每个传感器节点监视着其邻居节点的数据包转发行为,并与其他邻居节点互相交换所观测的信息。之后,传感器节点综合直接观测值和间接观测值来计算被监视节点的声誉值,并利用自身声誉值与被监视节点的声誉值之间的差值来作为对被监视节点的惩罚,这样既可以减少环境干扰对传感器节点声誉值的影响,又可以激励传感器节点积极合作来获得较好的声誉,从而避免受到惩罚。仿真实验结果表明,该算法不仅能够具有较强的抵御数据包冲突、环境干扰的容错能力,还能够减少拒绝合作的自私节点给网络性能带来的影响。