无线传感器网络(WSN)作为传感器、计算机和无线通信三项技术相结合的产物,是一种全新的信息获取、处理和传输技术。它能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息,并对这些信息进行加工处理获得准确的信息,传送到用户终端,可以被广泛应用于军事斗争、国家安全、反恐、抗灾、交通管理、环境监测和医疗卫生等领域,因而具有广泛的应用前景。由于传感器节点的计算能力、电源能量、存储空间和通信能力非常有限,且一般配置在恶劣环境、无人区域或敌方阵营中,因此无线传感器网络比传统网络更容易受到安全的威胁。许多应用(如军事、反恐等)对WSN提出很高的安全要求,安全问题已成为阻碍WSN广泛应用的主要障碍之一。由于传感器网络内大量节点的存在和无线通信的广播特性,基站通常以广播的方式向传感器节点发送路由、控制等重要信息,其安全直接关系到整个网络的安全。为了保证接收的消息来自正确的源,节点必须能够认证来自基站的广播消息。因此,广播认证是传感器网络的基本安全服务。本文介绍了无线传感器网络的基本结构及相关概念,分析了几种基于对称机制的传感器网络广播认证方法存在的安全问题,以及椭圆曲线签名算法的能耗,详细探讨了其应用到传感器网络广播认证上的可行性。本文研究了椭圆曲线签名算法并对其进行了改进,改进的算法(I-ECDSA)的签名和验证签名阶段避免了复杂的求逆运算,并且不同的时间段使用不同的私钥签名,计算效率和安全性能方面有很大的提高。在此基础上,本文提出了一种基于I-ECDSA的无线传感器网络广播认证方法。新方法基于非对称机制,接收方收到广播包就能立即对其进行认证,克服了μTESLA存在的认证延迟,从而减少了DoS攻击的可能性。本文对基于I-ECDSA的无线传感器网络广播认证方法的能源性能和安全性等进行了理论分析,并且使用网络仿真软件OPNET仿真验证,结果表明在满足传感器网络资源受限特点的基础上,提供了更高的安全性。