无线传感器网络是由许多低成本、低功耗同时具备信息采集、数据处理以及无线通信能力的微型传感器节点通过多跳、自组织的方式形成的一种网络结构。正是凭借低成本、多功能及应用环境不受限制的特性，无线传感器网络自问世以来，得到了各领域的广泛关注，特别是在军事、监测、医疗等领域更是具备广阔的应用前景。然而随着无线传感器网络技术和应用条件的日渐成熟，其安全问题得到了人们越来越多的重视。密钥管理作为各种安全机制的基础与核心，成为无线传感器网络安全的研究热点之一。本文首先对无线传感器网络及其安全进行了全面的概述，并介绍了无线传感器网络密钥管理方案的评价标准及其分类。之后介绍了一些典型的密钥管理方案，着重分析了分层式无线传感器网络中的密钥管理方案，并总结了它们的优点与不足。针对现有分层式无线传感器网络密钥管理方案的不足，本文提出了一种基于门限秘密分享的密钥管理方案。此方案在LEKM方案的基础上，结合(k, n)门限秘密分享技术，使网络具备较强的抵抗物理俘获攻击的能力，同时又保证了网络较高的安全连通率以及较低的资源开销。此外，本文针对密钥的动态管理提出了相应方案，以解决节点的加入、删除和密钥的更新问题。本文还对门限值k=n的方案特例进行了分析，并介绍了其共享密钥的建立过程。理论分析和实验表明，本文方案以较低的存储、计算和通信开销，获得了较高的网络安全性和安全连通率，很好地解决了资源消耗同网络安全之间的矛盾。