经典密码体制的算法安全性主要是计算安全性,量子密码是以密码学和量子力学为基础,利用量子物理学方法实现密码思想的一种新型密码体制。由于量子密码系统是一个物理系统,它允许两方或多方在没有共享秘密信息的情况下通过公开信道建立共享密钥,其安全性基于海森堡测不准原理和量子不可克隆性等量子力学的基本原理,它保证了窃听者不可能在不破坏系统量子态的情况下进行窃听或获取信息,从而达到一种以公开的方法来实现无条件保密的效果。量子密码协议是量子密码的基础,论文首先对量子密码协议进行了改进,将传统的量子密钥分发过程扩展为七步,其重点在错误消除、估计Eve的信息和保密加强方面进行了阐述,同时给出相应的图表,明确从身份认证到最后加密消息的传送这一整个过程。其次,基于现有多接入星型(MASM)量子网络、多接入控制总线(MACB)量子网络和原有的基于法拉第镜的Geneva小组的实验方案的分析,提出了基于Sagnac环的环型量子密钥网络,介绍了Sagnac环实现原理,此网络主要利用Sagnac效应,使用比较成熟的BB84协议,实现三对一链接结构,文章同时对这一结构的安全性和效率进行了分析。最后,本文提出了一种新的量子身份认证的设计方案。不同于基本的共享信息型和共享纠缠型身份认证,它是把量子的纠缠态与经典密码结合起来,实现一种数字身份证,并给出具体数据,进行了实例分析,得出其安全性和效率结论,同时对量子身份认证的发展做出了展望,重点是要充分利用量子的物理特性,解决噪声和非法入侵问题。