无线传感器网络（WirelessSensorNetwork,WSN）是当前通信领域中研究的热点之一，它广泛应用于军事、环境监测、医疗健康，空间探测、工业生产等领域。由于无线传感器网络应用环境特殊，节点多部署在敌对区域或其他非受控区域，网络的安全重要性尤为突出，目前针对WSN网络层的攻击逐渐多样化和复杂化，由于节点的资源有限，基于传统网络的安全技术和协议无法适应无线传感器网络的发展，因此研究无线传感器网络安全路由协议势在必行。
　　 本文在阅读了大量论文和文献的基础上，总结了当前针对WSN网络层面临的各种安全威胁和攻击，研究了现有的安全技术和协议，重点分析了四种典型的安全框架和协议，总结了当前层次型网络安全路由协议普遍存在的问题，即:协议资源损耗大，缺少对数据采集阶段的分析以及无法有效抵御俘获攻击。为了解决上述问题，本文在研究了网络节点通信能耗的基础上，提出了基于公私钥预分配的无线传感器网络安全路由协议，并在0MNeT++网络仿真平台上对其进行了仿真，从仿真结果可以看出，该路由协议符合无线传感器网络的特点，在安全性上实现了机密性，完整性，簇首节点认证，簇节点认证以及抗俘获攻击，不存在安全门限;在路由性能方面，能够在低资源损耗的条件下高效、稳定的采集并传输数据，并具有良好的网络扩展性和联通性，在提高了安全性的同时没有带来路由性能的损失。同时，本文对层次型拓扑结构的网络数据采集阶段的能量损耗进行了研究，推导出了最优化的数据采集方案，使得网络的能量利用效率提高了33％。