无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)是一种新兴的用于信息收集和处理的分布式网络,在各个领域中得到了越来越广泛的应用。然而,由于结点的资源有限,且自我防御能力较低,其感知数据很容易被窃听、篡改,安全性面临巨大的挑战。各种数据泄露事件的频繁发生,对人们的生产和生活造成了不可估量的损失。为了保证WSNs的数据安全,安全数据聚合方案因其较高的安全性而成为研究热点。本文将基于动态分片的安全数据聚合方案作为主要研究内容,分别从动态网络拓扑的构建、动态分片算法和安全数据聚合算法等方面进行研究,主要贡献包含以下三个方面。首先,研究合理的安全网络拓扑。现有的分片方案中,传感器结点大多采用自组织的方式形成网络拓扑,并没有考虑结点的安全性和能效性。因此,本文将结点信任值和剩余能量作为拓扑构建的主要参数,提出了一种树-簇混合型的安全网络拓扑结构,使结点间的数据传输更加可靠高效,同时也增加了网络拓扑的稳定性。其次,研究基于信任机制的动态分片方法。网络中结点采用分片方法可以有效保护数据的安全性,但会在一定程度上增加网络的通信负载;同时,无线链路上的数据很容易受到恶意攻击,因此如何在降低网络通信量的同时还能保证链路上数据的安全性成为了本文研究的重点之一。现有的分片方法主要目的是控制分片的数目,没有考虑结点自身的安全性,这会导致恶意结点的存在,出现选择性转发、DoS等恶意攻击。为此,本文提出了基于信任机制的动态分片方法,通过结点的信任等级来确定数据的分片数目。信任等级越高的结点,其分片数目越低,这样可以有效的控制数据分片数目,降低数据通信量,同时也保证了数据的安全性。此外,改进的分片方法中制定分片发送策略,可以有效避免个别结点分片数目大和能量消耗不均衡的问题,从而延长网络的寿命。最后,研究数据混合-聚合方法。在数据混合阶段,结点将接收的数据分片与自身数据进行混合,保证了数据的安全性;同时制定合理的分片发送策略,可以减少数据分片在发送过程中的碰撞。在数据聚合阶段,提出了基于簇头结点剩余能量、距离以及信任值相关的路径开销算法,选取通信成本最优的一条路径,将聚合数据逐跳发送到基站。一方面防止了各种恶意攻击行为,保证了数据聚合的安全性;另一方面降低了聚合成本,有效提高了结点能量的利用率。