多跳、无中心、自组织的Ad Hoc网络能够解决受限情况下的通信困难问题。Ad Hoc网络能够不依靠固定的基础设备，快速、便捷地组网，是5G的关键技术之一。然而，Ad Hoc网络又面临着许多安全问题以及安全挑战。为保证收发双方通信的安全，5G白皮书建议对通信内容进行端到端的加密。密钥是密码技术的核心，如何在Ad Hoc网络中高效便捷地进行密钥的生成、分发以及管理，是学术界以及产业界研究的重点。物理层密钥生成方法，不依赖密钥分发中心，并且计算简单，协议简便，正好适用于Ad Hoc网络的密钥共享。　　主要工作如下：　　(1)研究了现有的无线网络物理层密钥生成方案，并指出现有基本密钥生成方案中存在生成速率较低与不一致率较高的问题，以及含中继的方案中存在中继节点必须是可信节点的强假设问题。详细讨论了常用的信道测量、量化、信息协调以及保密增强技术。　　(2)针对现有物理层密钥生成方案中存在的问题，在中继协助密钥生成方案的基础上，提出了基于“虚拟中继”的物理层密钥交换方案。该方案中，密钥生成节点从密钥池中选择两个随机比特串，结合基本物理层密钥生成方案，进行随机密钥生成。仿真结果表明，该方案可以高速率地生成一致且随机性强的安全密钥。　　(3)针对两跳情况下的物理层密钥生成问题，本文提出了基于双中继的物理层随机密钥交换方案，该方案将两个中继节点的比特串进行融合，盲化了随机比特串，使中继节点对生成的密钥一无所知，去除了中继节点必须是可信节点的强假设。另外，该方案还具有消息验证功能，防止中继节点不诚实转发行为的发生。仿真结果表明，通过该方案，两跳的密钥生成双方可以进行物理层密钥生成，获得安全的随机密钥。