随着信息技术的快速发展,无线通信设备数量呈现爆炸式增长,通信频段不断向更高频迁移。为了缓解网络的功耗压力,扩大无线网络的覆盖范围,可以采用基于无线携能通信（Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT）中继和智能反射表面（Intelligent Reflecting Surface,IRS）的低功耗协作转发技术。但是,考虑到无线通信环境的高度开放和计算机运算能力的不断提高,传统的加密手段可能不足以保证无线协作网络的信息安全,用户之间的私密信息存在被窃听的风险。幸运的是,物理层安全技术为上述挑战指明了新的解决方向。针对SWIPT中继网络和IRS协作通信网络中存在的安全问题,论文着眼于基于物理层的协作干扰方案,提出了相应优化算法,最大化了系统保密容量（Secrecy Capacity,SC）。主要研究内容如下:（1）研究了物理层安全的基本概念与SC的定义,描述了SWIPT接收机的典型架构与信号模型,分析了IRS的硬件组成结构与相应信道模型,总结了相关优化方法的基本理论与算法流程。（2）针对SWIPT中继网络的安全问题,提出了一种基于全双工目的节点辅助的干扰策略,以保障网络合法用户的信息安全。考虑到中继需要同时进行信息解调与能量收集,以及系统需要合理分配源节点信息功率与目的节点干扰功率,为最大化系统SC,建立了关于中继功率分流（Power Splitting,PS）比与系统功率分配（Power Allocation,PA）系数的联合优化问题。采用交替优化（Alternating Optimization,AO）算法,将问题分解为分别关于PS和PA比的两个子问题,并求得了它们的闭式解。分析与仿真结果表明,两个闭式解与穷举搜索得到的最优结果高度吻合,所提AO算法可以实现快速收敛,并以远低于穷举搜索法的计算复杂度,达到了与穷举结果基本一致的保密性能。（3）针对IRS协作通信网络的安全问题,提出了一种基于全双工接收机发射人工噪声的干扰策略。为了最大限度地提高系统SC,提出了一种联合设计基站发射天线波束赋形、IRS相位因子和系统PA系数的优化问题。考虑到该问题非凸,引入AO算法将其分解为三个子问题,分别求得了发射波束赋形与系统PA系数的闭式最优解,并采用半正定松弛（Semidefinite Relaxation,SDR）和黎曼流形优化（Riemannian Manifold Optimization,RMO）两种算法得到了IRS的最佳相位因子。仿真表明,基于RMO与SDR的SC性能曲线重合,但前者计算复杂度更低。与采用随机相位和固定PA系数或波束赋形向量的方案相比,理论推导的最优IRS相位、PA系数和波束赋形向量能够实现更大的SC,可显著提升网络安全性能。