无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Networks)是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息,并发送给观察者。与传统的多跳自组织网络相比,无线传感器网络具有节点数量大、密度高、资源更加受限、节点高度自治等特点。WSN中节点的认证和保密通信需要节点之间建立会话密钥,而会话密钥生成需要多方密钥建立协议支持。因此,多方密钥建立协议研究在WSN中具有重要意义。前人对无线传感器网络中两方密钥协商协议、三方密钥建立协议进行了大量深入的研究,也取得了很多的成果,尤其是基于公钥方式的三方密钥建立协议,如ECC(Elliptic Curve Cryptography),该三方密钥建立协议虽然简洁、高效,但在实际生活中并不能大规模的应用。本文在三方密钥建立协议的基础上,对数据完整性攻击和会话密钥中已知密钥安全性攻击是安全的前提下,探索适用于多方密钥建立协议的通用层次模型,将协议由三方扩展到多方,使得研究成果具有实用价值。本文主要工作如下:WSN中节点之间进行安全通信需要密钥协商协议的支持,提出了一个适用于WSN的可证明安全认证三方密钥建立协议,协议的安全性基于求解椭圆曲线离散对数问题和双线性配对Diffie-Hellman问题的计算不可行性。该协议对数据完整性攻击和会话密钥中已知密钥安全性攻击是安全的,并提供了完美的前向安全。在基于椭圆曲线的三方密钥建立协议的基础上,根据三方密钥建立协议的特点,提出了一个基于代理的多方密钥建立协议,该协议建立了通用层次模型。该模型以三个达到信任状态的节点为基准,将节点的个数由三方扩展到多方。该模型对数据完整性攻击和会话密钥中已知密钥安全性攻击是安全的,同时还提供完善的前向安全性。