当前,无线网络的应用极为广泛,越来越多的隐私数据依赖于无线网络进行传输。研究人员考虑了一种无需对现有接入协议进行修改的物理层安全方案来保障无线网络安全。其中,利用无线信道的特性进行密钥生成是目前物理层安全的研究方向之一。正交频分复用(OFDM)系统在无线网络的广泛应用,为密钥的生成提供了大量初始特征值。但由于发送的先导信号在相邻子载波信道上经历的衰落情况十分相似,相邻子载波获得的特征值存在一定的相关性。所以,基于OFDM系统的密钥提取方案存在着密钥随机性不足的问题。本文针对这个问题,采取了基于二维主成分分析的预处理方案来降低这种相关性,从而提升密钥的随机性。同时,设计了一种子载波相位和接收信号强度相结合的扰动方案,对密钥随机性进行进一步提升。论文主要研究工作如下:(1)在整个密钥生成过程中,基础步骤包括信道探测、量化以及密钥协商。本文为了解决OFDM系统相邻子载波相关性强的问题增加了预处理步骤。此步骤可有效降低初始采样特征值之间的相关性。本文分析比较了几种常见的预处理方案,并以OFDM系统为基础通信系统,OFDM子载波相位为基础采样特征值,采用基于二维主成分分析法的预处理方案对相位矩阵进行处理。仿真结果表明,方案可有效去除相邻子载波的相关性,提升密钥随机性。(2)针对现有方案生成的密钥随机性不足的问题,本文设计了一种子载波相位和接收信号强度相结合的扰动方案,利用接收信号强度值生成的比特串对相位特征值矩阵进行扰动,扰动步骤包括:扰动序列位数补齐、异或运算。最后,本文采取改进的模糊提取器对扰动后的比特串进行密钥协商。通过仿真,该方案生成的密钥串可以通过NIST(National Institute of Standards and Technology)的多项随机性测试。