随着计算技术的发展,特别是量子计算机的出现,攻击能力大幅度增强,现有基于数学困难问题的密钥体系受到了严重的威胁。物理层安全是基于信息论安全的,可以保证会话的密钥的更新,抵抗穷举攻击;同时通信双方可以不借助于共享密钥或公钥基础设施,来进行密钥协商;最后物理层密钥可以增强上层协议的安全性,实现跨层安全。　　现有的密钥生成方法普遍存在着密钥生成速率低、误码率高等问题。本文针对密钥生成速率与误码率之间的矛盾,提出高效随机物理层密钥提取方案(HRVQ),在保证低误码率的同时大幅度的提高了密钥生成速率。方案通过不一致性去除减少通信双方不一致的信道特征值,利用矢量量化将信道信息转化为0、1比特流,并通过模糊提取器进行纠错和随机性增强处理。实验表明,相对于已有室内环境方案,新方案将密钥生成速率提高了6倍,达到了284％的比特利用率,实现了零误码率。　　本文主要完成的工作包括:　　1.分析了现有加密体系的不足之处,并引入无线物理层安全以达到信息论安全,研究了现有的无线物理层密钥提取方案,分析了现有方案的优势与不足之处,找出了现有方案中生成速率与误码率之间的矛盾,并以此为基点展开研究。　　2.在现有设计的基础上,提出了基于矢量量化的高效随机密钥提取方案,该方案首先去除不一致的采样值,其次通过N维矢量量化提高RSS值转化为比特流的效率,最终通过模糊提取器使通信双方生成完全一致并且随机的密钥。　　3.完成了物理层密钥提取系统的部署、实现及测试,借助于Wifi信号的收到信号强度RSS进行密钥的提取生成,并对密钥生成速率、误码率以及随机性进行了评估与分析,最后将本文方案与已有其他方案进行了详细比较。