无线传感器网络是当前国际上备受关注的热点研究领域。随着近几年无线通信、片上系统、嵌入式系统技术的快速发展,无线传感器网络正在从理论走向现实,并为人与物,物与物的通信带来了重大变革。然而,由于无线传感器网络一般部署在无人值守的恶劣环境中,容易受到攻击节点入侵,并且网络节点计算能力低、能量受限,无法运行复杂的安全算法,所以无法有效保护网络安全并造成敏感数据的泄露。安全问题成为无线传感器网络在现实生活中推广应用的重要制约因素。本文针对无线传感器网络中面临的安全挑战进行了研究,重点研究了三个方面的问题:由于在无线传感器网络容易受到外来攻击节点入侵,并且网络拓扑动态变化,我们希望通过信任评估为节点提供可接受的安全信任机制。分析了现有评估机制存在的缺陷,提出了利用数据汇聚节点在网络中的中心作用以及拓扑结构特点来优化信任评估的方案,并给出了信任维度的组成以及多维度结果到评估值的聚合方式。通过数学建模分析和仿真验证,表明本文提出的信任评估方案能够有效对正常节点和有异常行为的攻击节点进行区分,并降低了信任评估算法对节点的能量消耗。考虑到无线传感器网络特殊的应用场景,节点数据来源信息的泄露会造成严重的安全问题,本文提出了一种结合背包体制的数据源隐私保护机制。方案以一定的网络时延和加密解密运算为代价,去除了节点发送的数据包在转发时存在的时间相关性和数据相关性,能够有效的防止攻击节点对数据来源进行追踪。通过仿真实验,分析了本方案的安全性能和节点能耗性能。最后,本文探讨了数据源隐私安全算法在无线传感器操作系统Contiki中的实现机制。通过分析系统编程接口和函数接口,实现了系统的算法处理进程,成功将基于背包机制隐私保护方案在Contiki中实现。然后进行了交叉编译和硬件移植,并通过硬件节点提供的串口输出结果分析了节点的通信情况和安全算法运行情况。