大规模多输入多输出（Massive Multiple-Input Multiple-Output,Massive MIMO）技术作为5G的关键技术之一,能够显著提升系统的吞吐量。然而,Massive MIMO系统容易受到导频欺骗攻击（Pilot Spoofing Attack,PSA）的影响。特别是在时分双工（Time Division Duplexing,TDD）的系统中,由于上下行链路之间的互易性,若窃听者在上行链路训练阶段发动了PSA,那么合法用户的信道估计结果将会受到窃听链路的污染,导致下行链路传输阶段使用的预编码也会发生改变。最终使得下行传输时窃听者处的接收信号得到增强,同时合法用户处的信号质量将会下降。为了保证Massive MIMO系统合法通信的安全,本文从PSA的检测和对抗角度出发,主要进行了以下几项工作:（1）由于PSA会导致合法用户信道估计结果发生改变,因此本文提出了一种基于信道估计的PSA检测方法。具体来说是根据似然比检测（Likelihood Ratio Test,LRT）原理,通过最小二乘（Least Squares,LS）信道估计提出了三种PSA检测器。值得一提的是检测只需要知道合法用户的信道统计特性和噪声方差。此外,还进行了关于检测概率的性能分析,尤其是讨论了关键参数对其的影响。（2）考虑到在PSA下基站处获取合法用户的信道统计特性也变得不再可靠,本文提出了一种基于回传方式的PSA检测方法,通过回传将检测放在各用户处来进行。回传分为两步进行,第一步可以得到关于合法用户的信道统计特性的估计值,第二步则是用于构建判决度量。对于各用户进行检测来说,只有噪声方差是必须的。值得一提的是,尽管检测过程更加复杂,但检测性能要更加优异。（3）考虑到Massive MIMO系统中PSA的对抗问题,本文还提出一种基于导频操作的PSA检测和对抗方法,实现PSA检测和PSA对抗同时进行。检测的执行再次放回到基站位置,并且需要知道合法用户的信道统计特性和噪声方差。具体而言,合法用户将导频序列随机分为两部分,第一部分保持不变,第二部分与一个对角矩阵相乘。尽管窃听者也可能采用相同的方式发送导频,但这样反而更容易暴露自己。同样根据LRT原理得到判决度量,但新的判决度量中不再包含和合法链路有关的部分,这被证明能有效提升检测性能。此外,还进行了联合检测的讨论。最后,基于导频操作,消除了信道估计结果中的窃听链路部分,实现了PSA的对抗。