随着传感器技术、分布式信息处理技术以及嵌入式技术的日益发展成熟,无线传感器网络应用得到了快速的发展。网络部署成本的降低,使得该项技术不再仅仅服务于军用领域,而且在民用方面获得了广阔的空间。更多的应用和更多的数据信息与无线传感器网络相关,于此同时,无线传感器网络的安全问题也逐步显现出来,越发提起研究领域的重视,确保无线传感器网络服务的安全就十分必要。网络层路由协议的安全性问题是目前网络服务面临的主要威胁之一,这类行为针对性强、效果明显、难以防范。本文主要对无线传感器网络相关技术进行研究。首先,介绍了网络的概念与特点、应用领域、网络架构；然后,介绍网络层路由协议,阐述路由协议的分类方法和不同协议间的特点比较；而后,对路由协议领域中的典型安全技术进行研究和阐述,主要包括加密技术、多路径技术、安全路由技术。由于研究的重点在于网络层路由协议的安全,本文接着提出了针对无线传感器网络路由协议的安全分析,分别对资源消耗、路由欺骗、节点自私性行为等不同技术的原理进行研究,并且在具体实现环境中对RREQ能源耗尽、路由破坏、虫洞、路由篡改、女巫、选择性转发等行为进行了测试验证。之后,本文在原有针对选择性转发攻击检测方法的基础上,提出一种基于网络拓扑的攻击检测方式。在原有基于单一路径、单一事件源的基础上,将检测范围扩展到整个网络,通过多条路由,综合分析节点行为。从原有时间角度,扩展为时间和空间二维的因素,并且提出新的主观信任模型。最后,本文设计并实现了一个实验验证与检测系统,并且利用TelosB节点和MicaZ节点组成了实验网络,通过AODV通信协议进行数据采集与汇聚。详细阐述了系统各个部分的框架与功能,并通过实验对验证系统和检测系统进行了实验和结果分析。