时钟同步作为无线传感器网络众多应用的支撑技术，一直是研究者重点关注的科学问题之一。本项目紧扣国内外最新研究进展，针对现有分布式时钟同步算法在时钟模型、网络不确定性、能量有效性和算法安全性等方面研究的不足，重点研究高精度、高能效、分布式安全时钟同步算法和理论。考虑现有研究在噪声和延时情况下的时钟同步算法和理论研究的不足，我们首先研究了分布式时钟同步算法的基础理论，揭示了一致性稳定性和网络不确定性之间的内在联系，同时设计了快速可靠的分布式同步算法，理论证明了算法的收敛性和精确性，并基于得到的理论结果，我们设计了快速精确的分布式时钟同步协议。其次，我们探究了攻击特性与同步算法安全防御机制的耦合机理，建立了分布式时钟同步及其安全理论，其中重点研究了一致性理论的隐私保护算法设计、分布式优化攻击防御机制设计以及隐蔽攻击的系统化建模。接着，基于已建立的基础理论成果，开展了面向智能电网和车载网的网络系统应用扩展研究。针对智能电网中考虑传输损耗和有向通信的分布式的能量调度问题，设计了分布式算法，实现了高效的分布式能量调度。利用经典的金融数学中的均值方差模型对混合电力市场和金融市场进行数学建模，建立了一个零售电力市场的最优投资决策问题，并给出问题的最优解解析表达。针对车载网数据分发问题，设计了基于异构和存储器的数据分发算法，实现了高效可靠的数据传输。最后，对所提算法和理论结果进行仿真与硬件实验验证。本项目的研究有助于推动时钟同步理论的进一步发展，延伸了时钟同步的算法和理论的应用领域，具有重要的理论意义和广泛的应用价值。