蓝牙低功耗Mesh网络（BLE Mesh）是蓝牙技术联盟（SIG）推出的新型组网方式,相比于传统蓝牙技术,除了具备更多的节点通信和更远的传播距离之外,也面临着更多潜在的威胁与攻击,特别是当整个网络中使用相同的网络密钥时,对节点捕获攻击的抵抗能力较弱,存在着因单个节点被攻陷而会威胁到整个网络安全的问题。密钥管理是安全机制的基础,所以针对蓝牙低功耗Mesh网络的密钥管理机制的研究具有非常重要的意义。本文以蓝牙低功耗Mesh网络现有安全机制为基础,从区域隔离的角度出发,通过引入合理的子网络划分,设计了正六边形区域划分的密钥管理机制。由配网器为新节点分发各类密钥,新设备可通过分区的簇头节点从子网络内部入网,不同的分区内部有独立的子网络密钥,各自都是安全的。引入了正六边形区域划分方式后,避免了单点失效导致整个网络沦陷的危险,同时将密钥刷新的范围限制在相关的子网络区域,减少了需要更新的节点数目,能够更快地完成密钥刷新过程,从而提高了对于节点捕获攻击的抵抗能力。由于使用正六边形区域划分方式,每个区域的邻居只有六个,在保障安全性的同时,还可以很好地控制负载开销不过分增长。本文基于nRF52832蓝牙芯片为核心的开发板对设计的密钥管理机制进行功能实现与验证。然后从安全性和负载开销两个方面进行测试分析,分析结果显示使用本设计的密钥管理机制之后网络的安全性有所提升,密钥刷新完成时间节省33%以上,并且在负载开销方面也具有良好的性能,增长范围控制在20%以内。本论文的研究成果对于提升蓝牙低功耗Mesh网络的安全性具有一定的价值。