近年来，随着物理层安全在信息安全领域得到越来越多的关注以及无线网络中轻量级安全需求的客观存在这两个因素的影响，使得依靠物理层属性提供机密性、认证性服务成为无线网络安全领域研究的热点问题之一。其中，利用无线物理层信道特征参数提供机密性服务是依据信道衰落和噪声的客观存在，依托通信双方共享信道特征的时变性、互易性及唯一性特点，在评估彼此高度相关信道特征的基础上提取密钥的一种物理层安全“一次一密”轻量级解决方案，具有信息论无条件安全的属性；利用无线物理层信道特征参数提供认证服务是以路径损耗和信道衰落所导致信道特征与位置密切相关的事实为基础，利用信道特性的不可克隆、防篡改等特性，实现依据信道特征认证用户的轻量级身份认证手段。　　本文在学习掌握信息安全理论和国内外物理层信道特征相关安全研究现状的基础上，利用现有平台上易于获取的接收信号强度指示（Received Signal Strength Indicators,RSSI）进行研究。针对密钥生成中相邻采样值高相关性的问题进行改进；利用RSSI这个信道特征实现了对无线网络中两类身份攻击的检测，作为身份认证的应用，在相应平台上进行了验证。具体完成的工作如下：　　（1）综述物理层信道参数构建密钥技术、非密码认证技术。介绍基于物理层信道特征构建密钥的理论依据、基本框架、性能评价指标、各类信道特征性能对比评价；介绍和对比非密码认证技术的优缺点。　　（2）利用RSSI进行物理层密钥生成研究，由于信道相干时间内采样频率受到限制，相邻采样值间的高相干性导致密钥熵值过低，结合跳频通信技术，提出基于子信道跳换的健壮密钥生成方案，通过使用ZigBee传感器平台实验验证方案的有效性。　　（3）作为利用信道特征实现节点身份认证的应用，利用RSSI的统计信息分别实现针对WiF i网络中的钓鱼AP模式下的中间人攻击及传感器网络中的女巫攻击进行检测，对于上述两个场景的检测方案分别通过实际平台和仿真进行了验证。