随着计算能力不断增强，特别是量子计算机的发展，现有基于数学困难问题的密钥体系受到了严重的威胁。虽然在一定程度上可以通过增加密钥长度等方法来提高密钥体系的安全性，但是要从根本上解决该问题需要引入信息论安全。无线物理层安全是信息论安全的一种，主要研究的问题是如何从无线信道的特征中生成密钥。无线物理层安全可以抵抗穷举攻击，提高安全性；降低密钥分配和更新的难度；实现跨层安全，加强上层安全性，为上层密钥生成提供素材。本文主要进行以下两个方面研究：1.分析现有的802.11i协议，发现其面临着一些威胁：不能为管理帧和控制帧提供安全保护，导致DoS攻击；不能为用户提供身份隐私保护；MSK的丢失引起信息泄露等。本文提出了一种改进的802.11i框架，使用现有的物理层密钥生成方法iJam来加强802.11i的安全性，在最多引入4.5ms的时延和3072μJ的能耗的情况下，增强了WLAN的安全性，同时新框架可以与现有的802.11i协议兼容。2.分析现有的基于信道测量的密钥生成方法，针对现有的密钥生成方法密钥生成速率偏低、误码率高等问题，本文提出了一种矢量量化方法，相对于目前已有最好的方法，该方法将密钥生成速率提高了两倍，误码率降低了50%，同时保证生成密钥的随机性。