无线传感器网络(WSN, wireless sensor network)是一个由大量微型传感器节点组成,部署在开放区域内,以自组织方式形成的无线网络。随着无线传感器网络的广泛应用,其安全问题日益突出,特别是在一些对安全性有较高要求的应用场合,如军事和商业领域,安全成为应用的关键环节。密钥管理是WSN安全研究领域最为基础的内容,有效的密钥管理机制是保证其它安全机制如安全路由、安全定位的关键因素。本文介绍了WSN的体系结构和特点、安全需求以及安全技术,对密钥管理方案评价标准、分类及研究现状等进行全面性的分析。着重研究了现有的WSN中典型方案如Eschenauer-Gligor方案、Q-composite方案、哈希函数密钥预分配方案和多项式预分配方案,并对它们的性能指标进行了详细的分析。针对典型方案中存在的内存消耗大、密钥利用率低的不足,提出了一种基于位置的哈希密钥链预分配方案。该方案利用节点位置信息,将物理区域和密钥池形成一定的映射关系,极大地提高了节点发现共享密钥的概率。分析结果表明,与现有预分配方案相比,本方案提高了密钥的利用率,同时又具有较高的网络连通性和安全性。典型随机密钥预分配方案中存在着网络连通性和安全性之间的矛盾,针对这一问题,提出一种基于区域划分的混沌密钥管理方案。该方案使用划分网络区域的方法进行密钥更新和减少节点存储开销,利用混沌的初值敏感性和遍历性增强网络的安全通信。分析结果表明,该方案在提高网络连通性和安全性的同时,节点存储和通信能耗都大大降低。两种方案的提出给WSN密钥管理研究提供了新思路,特别是针对具有一定安全要求的应用领域,具有实际的参考价值。