分布式传感器网络是由许多密集部署的传感点组成,它广泛应用于国防军事、国家安全、环境监测、交通管理、医疗卫生、制造业、反恐抗灾等领域。随着传感器网络研究的深入和不断走向实用,安全问题引起了人们的极大关注。由于传感器节点的计算速度、电源能量、通信能力和存储空间非常有限,且一般配置在恶劣环境、无人区域或敌方阵地中,因此确保传感器网络的安全通信尤为重要。在传感器网络的安全通信中,信息的保密性及完整性至关重要,这就使得密钥管理和消息认证成了传感器网络安全研究中的一个重要问题。本文根据无线传感器网络的安全需求,在几种传感器网络密钥预分配方案基础上,对传感器网络的预分配方案进行了较深入的探讨和研究,并通过使用三维网格空间预分配多项式,提出了一种基于三维网格的密钥预分配方案。试验结果表明,相对于已有的几种传感器网络密钥预分配方案,本文提出的方案具备更好的安全性能,能显著地提高网络节点的抗攻击能力。通过对几种基本密钥预分配方案分析,本文对密钥预分配方案的各项性能衡量标准作了综述。最后本文从消息认证的理论、模型及消息认证码的构造方面对消息认证作了分析。