近年来,随着微电子技术和无线通信技术的不断发展,无线传感网络(Wireless Sensor Network,WSN)的应用范围越来越广泛,在各个领域都有相关的应用。由于传感器本身缺少有效的安全保护措施,在遭遇各种类型的攻击时,感知数据的安全性面临巨大的考验。各种数据泄露事件不断的出现,对生产和生活造成了许多不必要的损失。为了解决无线网络中的数据安全问题,数据传输技术和各种安全聚合方案应运而生。其中,基于分片的安全聚合方案因其较高的安全性而成为研究热点。本文将无线传感器网络中基于分片的安全聚合技术作为研究对象,从网络的拓扑结构、数据分片方案和聚合方式三个方面展开研究,从安全性、网络通信量控制、能量消耗和聚合精度等方面改善分片聚合机制的性能。首先,构建适合于分片聚合的网络拓扑。现有的方案并没有将拓扑结构作为重点进行研究,在节点的能量消耗和分片数量的控制方面也存在不足。为此,本文在考虑能量消耗和拓扑稳定性的前提下,提出更适用于分片机制的拓扑结构。将信号强度作为节点间建立连接的参考,使得节点间的联系更加合理,增加拓扑结构的稳定性。其次,研究数据分片的方法。在采用数据分片技术的方案中,网络中的通信量会急剧的增加,因此如何降低通信量成为无线传感器网络的研究的重点之一。现有的分片技术重点研究的是如何控制分片的数量,而没有考虑不同数据片大小对节点能耗的影响,这样无法实现对节点能耗的优化。为此,设计新的方案,除了发送者的父节点,它只向兄弟节点发送数据片,目的是有效的控制数据分片数量,避免因分片数量多造成发送过量的分片,并提出基于分片的高效能自适应安全数据聚合算法,将数据分片的过程与能量消耗的计算相结合,将数据分成大小不同的数据片发送给不同的节点,在保障安全性的前提下,有效的降低节点发送信息的能耗。最后,讨论数据混合与聚合方法。在数据混合阶段,针对数据分片机制,提出基于父兄节点的数据混合方法,实现对数据通信量的控制,降低数据片之间发生碰撞的概率。在数据聚合阶段,提出基于父节点的区域聚合方法,保障数据的安全聚合,提高聚合准确性,减少数据聚合时间,降低聚合节点向上层传递数据的量,有效的提高节点能量的利用率。