最近,基于物理层安全和信息理论安全的密钥生成技术吸引了越来越多研究人员的关注。和传统加密安全机制不同,物理层安全加密技术利用无线通信信道固有的随机性、唯一性和互易性来生成密钥,保证安全,而非依赖于加密算法的计算复杂度,对无线终端的计算能力和能量的要求更低。这一特性使得物理层安全技术更加适用于计算能力有限且功耗有限的场景,如无线传感器网络等。而无线信道的广播特性以及网络拓扑的复杂性使物理层群组密钥技术的研究面临更多挑战。本文对利用无线信道特征的物理层密钥技术进行分析研究,分析不同网络拓扑结构下的当前物理层群组密钥生成方案的优缺点。在此基础上,针对多节点构成群组网络的物理层密钥应用场景,提出一种基于环型拓扑结构的群组密钥生成方案。为验证该方案的性能和有效性,本文结合信息论知识,分析研究了该方案在窃听者存在的场景下所能达到的最大群组密钥生成速率,并对其进行仿真计算。仿真结果表明,该方案不仅将计算和广播任务分配给每个节点,而且相比基于星型拓扑结构的基准方案明显提高了群组密钥生成速率。最后,本文进一步研究分析节点数目和信噪比对可达到的群组密钥生成速率的影响,并给出了使用网络中更多信道来生成群组密钥并不一定能提高群组密钥生成速率的结论。