物理层密钥生成技术是一项以无线信道特征作为随机源生成密钥的信息安全技术。无线信道具有短时互易性、空时唯一性、快速时变性和不可预测性,这些内在特性的相辅相成保证了无线通信的安全进行。物理层密钥生成技术不需要可信第三方进行密钥的分发和管理,其不仅克服了传统加密方案中许多数学问题不可破解的难题,而且大大提高了密钥的生成速率。本文在已有密钥生成方案的基础上,针对现有方案中可能存在的问题,提出两种新的物理层密钥生成方案。（1）在单载波系统下,提出基于SMLCA信息协商算法的高一致性密钥生成方案,该方案主要解决现有密钥生成方案中密钥一致率（KAR）高而密钥生成速率（KGR）低的问题。首先,为平滑噪声,采用加权滑动窗口法对测量值进行加权处理。其次,采用K均值聚类对测量值进行量化分类,该聚类算法可以充分利用幅值和相位两方面的信息。再次,在现有BLCA协商算法的基础上,提出两种改进的协商算法FMLCA和SMLCA。仿真表明这三种协商算法均可以有效的降低误码率（BER）,且SMLCA算法的误码率最低,生成速率最高。因此,本方案采用SMLCA算法进行比特流的信息协商。然后,引入循环交织量化来解决协商算法所带来的密钥随机性（KR）变差的问题,通过增加交织维度可以线性提高密钥的生成速率。最后,通过与现有密钥生成方案的BER和KGR的性能对比,验证了所提方案的优越性。（2）在OFDM系统下,提出基于MAPQ量化的高随机性密钥生成方案。首先,将信道测量值进行KLT变换,该举措可以有效去除样本矢量间的数据相关性。其次,在量化阶段,提出多比特自适应相位量化（MAPQ）算法,该算法可根据通信双方信道测量值的相关性动态地确定量化比特数。然后,在MAPQ算法的基础上,提出有损多比特自适应相位量化（LMAPQ）算法,并将MAPQ和LMAPQ算法与两种多比特自适应幅值量化算法进行比较。相比自适应幅值量化,自适应相位量化的计算复杂度更低。由于LMAPQ算法丢弃样本信息造成密钥生成速率降低,因此通过综合比较,本方案在量化阶段采用MAPQ算法。最后,为获得高随机性的完美保密密钥,对生成的比特流进行随机性提取,并用NIST测试验证随机性提取的有效性。