无线通信技术由于其便利性有着广泛的应用，但因广播特性而导致安全问题日益突出。同时，无线通信信道特征具有唯一性，互易性，快速时变且不可预测性，也为解决无线通信信息安全提供了条件。因此,利用无线通信物理层信道属性进行安全加密成为了新的研究课题。利用无线通信信道的物理特征提取密钥是利用无线通信物理层确保信息安全的重要一步。基于时分双工（TDD）原理的无线通信系统中，利用无线信道的互易性，双方独立提取密钥，从而避免了密钥的交互，防止密钥泄露。利用信道特征的时变性，动态更新密钥，实现“一次一密”，确保通信安全。但在实际研究中还存在一些问题，由于双方对于信道的估计存在一定的偏差，导致生成的密钥不一致；密钥的生成速率不高，密钥的一致性和密钥的生成速率存在博弈；现有的研究集中于被动窃听对于通信安全的影响，而存在主动干扰时，生成的密钥存在较大的不一致性，不能正常工作；密钥协商机制不够完善，在密钥协商交互过程中，存在密钥泄露风险。针对上述有关密钥提取研究中存在的不足，论文给出了一些改善方案。具体情况如下：(1)针对无线通信中利用物理层属性进行加密存在的密钥不一致以及密钥生成速率不高的问题，给出了一种基于相位的CQG算法。利用CQG方法，在量化边界处设立隔离带，对产生误判概率较大的接收值进行删除，有效提高了密钥生成的一致性。(2)针对密钥的一致性和生成速率存在博弈问题，从理论上分析了在保证密钥一致性的前提下，双方可以取得的最大密钥生成速率，并且推导出了具体的量化公式。研究结果表明密钥生成速率与密钥的一致性存在博弈，它们由量化阶数和隔离带宽共同决定，由量化阶数和隔离带宽共同决定的上凸点，就是密钥生成速率与密钥的一致性的最优平衡点。(3)针对现有研究集中于研究被动窃听对于通信安全的影响，当存在主动干扰时，生成的密钥存在较大的不一致性。本文第三章给出了一种基于两时隙双天线相干干扰抵消方法，将接收天线数降到最低，并有效地降低了计算的复杂度。该方法有效降低干扰对信号的干扰，提高接收到信号的信干噪比，确保了生成密钥的一致性。(4)针对密钥协商机制不够完善，在密钥协商交互过程中，存在密钥泄露风险的问题，我们给出了一种“有限试错”密钥交互方法。利用计算能力强的一方，进行密钥破解。该方案有效解决了密钥不一致的问题。