随着国内外对无人机应用的逐渐重视,对多无人机协同组成集群的研究发展迅猛,无人机网络(UAVNET,Unmanned Aerial Vehicle Network)的概念应运而生。无人机网络应用广泛,可承担侦查、战争情报收集等任务,有时需工作在敏感或敌对势力环境中,因此要面对复杂的、来自链路层及网络层的安全威胁。传统网络中的安全机制由于其复杂性和网络架构等问题,并不适用于计算、通信能力有限的无人机网络。本文旨在提出适用于层次结构的无人机Ad hoc网络的安全路由协议和密钥协商协议,主要创新性工作有以下几点:针对无人机Ad hoc网络的层次路由结构建立过程,提出了一种基于信任值的无人机Ad hoc网络安全簇首选举算法。首先对层次结构Ad hoc网络的安全路由协议进行研究,提出了考虑节点通信带宽、适用于高动态无人机网络的K-Means++分簇算法。对原有的贝叶斯信任模型进行了改进,通过加入推荐信任值,提出了一种能够快速剔除恶意节点的、适用于计算能力有限的无人机网络的安全簇首选举算法,该算法提升了网络在簇首节点的选举过程中对恶意节点的探测和抵御能力。并用Python进行仿真,并与传统层次结构的安全协议进行比较。针对分簇后无人机Ad hoc网络的密钥协商过程,提出了一种基于层次结构无人机Ad hoc网络的群组密钥协商算法。对传统ElGamal密钥协商协议进行改进,提出一种基于椭圆曲线加密机制的ECC-GKA密钥协商协议。其次考虑无人机节点高动态性,需经常加入或退出原有分簇,根据ECC-GKA架构设计了成员快速加入退出的算法,以保证在无人机簇内网络中密钥协商过程的效率和稳定。并对协议正确性和安全性进行了证明,用Python(x,y)仿真环境对本文密钥协商过程进行了仿真验证。