随着无线通信技术朝着宽带化、融合化、智能化和泛在化的方向不断发展,无线通信系统受到的安全威胁也越来越严重,传统的链路层加密算法遇到严重挑战,人们开始关注物理层加密算法。但是,现有的物理层加密算法都是基于物理层的基带符号运算来完成,没有考虑射频域的频谱泄露带来的安全问题,存在严重的安全隐患。本文针对这一安全隐患,在分析OFDM信号频谱特点的基础上,提出了一种基于频谱分析的攻击方法,并给出两个成功攻击的案例;在此基础上,以抑制载波泄露为出发点,设计了一种基于人工噪声频谱覆盖的物理层加密算法。算法通过将密钥控制产生的具有特殊频谱的人工噪声信号在时间域与原始OFDM信号相叠加,实现两种信号在频率域的频谱相互重叠,相互干扰和相互保护作用。理论分析和仿真实验结果表明,算法可以有效破坏原系统子载波之间的正交性,可以覆盖和干扰原系统的频谱,在保证密钥安全的同时,可以达到抑制信息载波泄露的目的;算法实现简单,安全性高,对原系统带宽、峰均比及误码率等正常性能影响小。