随着无线网络的技术和物联网应用的飞速发展，基于用户和设备的位置信息衍生了出大量的功能和服务。但是，无线网络的开放性、飞速发展的应用模式和人们日益增长的隐私保护意识也将位置隐私的安全性提上了研究的热点。无线网络中主要利用传统密码学在应用层、传输层和网络层等设计相应的安全算法和协议。但算法和协议的复杂性高、资源开销大，使其难以满足轻量级网络和服务的需求。而随着物理层传输技术的不断发展，物理层资源得到极大丰富。同时硬件技术的突破使得快速准确的信号测量得以实现，为利用无线信道的随机性、专有性，进行安全传输的物理层安全技术发展提供了保障。无线物理层安全技术的发展弥补了密码学安全方案的不足，通过利用物理层信息的特点，在位置隐私安全、保密通信和密钥建立等方面凸显了其优势。本文在位置隐私重要性的前提下，利用物理层安全技术，研究位置隐私的安全问题。论文的研究内容和主要贡献可归结为以下几个方面：　　针对位置信息规律性的特点，发掘设备位置变化与个人行为习惯之间的关联，提出了基于设备地磁传感器数据的车辆路径追踪方案。在该方案中，首先，通过驾驶员手机中的地磁传感器获取车辆行进时的相对方向数据，包括行驶时间、转弯角度和转弯个数等，由于设备地磁传感器并不能直接的提供这些数据，因此通过对数据进行分析获取相对方向信息，并区别转弯、变道等易混淆情况。其次，以公开电子地图（OpenStreetMap：OSM）数据为基础，定义了新的数据库关系以降低存储成本。最后，设计了高效的路径信息匹配算法，并利用附加信息，如道路限速、驾驶时间和转弯方向等进行快速筛选。本文通过驾驶车辆在实际道路上行驶进行实验，验证了方案的可行性和有效性。　　针对位置信息公开性的特点，讨论由定位系统带来的位置信息的脆弱性，提出了基于调频（Frequency Modulation：FM）信号室内定位的欺骗攻击和攻击检测方案。首先，研究基于调频信号室内定位技术的欺骗攻击。这种攻击同时存在于基于数据库的和基于模型的室内定位系统中。通过向调频信号中注入攻击信号，攻击者可以改变用户的接收信号强度（Received Signal Strength：RSS），从而使位置计算产生错误。其次，分析被攻击后信号的频域特点，通过用户接收的信号与载波信号之间的频谱相关性的分析，对用户所接收到的信号被攻击与否进行检测。最后，在通用软件无线电设备（Universal Software Radio Peripheral：USRP）上搭建原型系统，对室内不同位置进行攻击与检测验证所提方案的性能。　　针对位置信息唯一性的特点，研究位置信息对通信安全的促进性作用，提出了基于无线设备位置隐私特性的物理层密钥协商方案。在该方案中，首先提出了RSS轨迹互易性的概念，即两个设备RSS在设备移动时具有相同的变化趋势。其次，设计了一种新的均值量化方案来促进密钥的生成，并完善了包含量化、差错控制和隐私增强的完整密钥建立方案。第三，分析了窃听者存在时方案的安全性，证明RSS轨迹的不可预测性能够保证密钥的安全性。本文证明了所提出方案能够以相对较低的成本获得较高的密钥生成效率，并分别在USRP和嵌入式芯片中进行实验，对影响密钥建立的因素进行了讨论。　　针对如何兼顾位置隐私和服务隐私的安全性问题，通过引入边缘计算架构，在尽可能减少用户端开销的基础上，提出了边缘计算架构下基于位置的服务（Location based Service：LBS）中位置隐私保护方案。在本方案中，首先构建边缘计算架构下的LBS服务框架，包含本地节点、边缘节点和位置服务提供商。其次在利用请求节点的物理环境信息进行真实身份的伪装，保护服务请求过程真实身份不被泄露。第三，利用同态加密方案提出边缘节点和位置服务提供商之间的加密数据查询方案。最后建立完整LBS请求-查询方案。分析在LBS服务中请求者真实身份、请求类型和查询结果在传输过程的安全性。本文通过仿真分析了所提方案的运行时间和服务精度。