近几年来,通信和传感器技术的快速发展,形成了比之前更加广泛的无线传感网络。网络规模的扩大以及节点传输、转发任务量加重都对无线传感网络中节点的计算能力和安全传输提出了新的要求。一方面,由于无线传感网络依靠电磁波作为传输介质,导致无线传感网络是一个开放的不安全网络,传输中需要将明文加密。另一方面,目前大部分加密算法没有考虑到计算资源的消耗,尤其是图像加密领域,多次的迭代操作对计算资源极大。因此,需要设计一个在保证安全的同时极力减少计算和传输资源消耗的安全传输方案。本论文提出基于热带密码及压缩感知的安全数据传输技术,利用半张量积和P张量积改进热带密码技术,并与压缩感知相结合。本论文主要的创新点如下:(1)本文提了新的轻量级密钥交换协议--热带密钥交换协议,将半张量积引入到热带线性代数中,突破热带线性代数的维数限制,从根本上减小密钥交换所用矩阵的大小,从而减小密钥交换时的通信开销。我们给出了半张量积运算在热带代数下的各种性质证明。同时还证明了 P张量积可以很好地解决热带矩阵在幂次运算时,矩阵元素的快速下降问题,并依据此原理设计了新的热带密钥交换协议。我们对所提密钥交换协议的计算效率进行了分析。我们还分析了矩阵的大小和计算开销与生成矩阵大小之间的关系,并证明了所提协议的安全性。(2)本文提出基于热带密码及压缩感知的安全数据传输方案。利用热带密码技术的高效性,做到实时生成测量矩阵和会话密钥,以解决无线传感网络中节点密钥空间有限的问题。针对压缩感知技术在安全传输上存在缺陷,采用简单高效的OTP(One Time Pad)加密方案来实现安全传输。本论文分析了基于热带密码及压缩感知的安全数据传输方案的可行性和安全性,包括从图像灰度直方图、相邻像素相关性、图像熵等方面进行分析。利用感知哈希技术来验证图像传输的完整性。