量子身份认证能够实现量子通信中的身份验证过程,保证了通信方身份的真实性。与经典身份认证协议相比,量子身份认证安全性由量子不可测量原理和不可克隆定理等量子力学特性所保证,具有较高的安全性。纠缠态量子身份认证协议面临制备困难、储存困难和纠缠特性维持困难等问题,单光子具有制备容易、性能稳定、实现过程简单的特点。本文以单光子作为信息载体,提出了高效的量子身份认证协议、测量设备无关的量子身份认证协议和免疫集体噪声的多方量子身份认证协议,具体研究内容如下:（1）在量子身份认证协议中,通常使用纠缠态粒子作为信息载体,纠缠态的退相干性对粒子的制备、分发和存储都有严格的限制,但单光子不受限制。基于单光子本文设计了一种高效的量子身份认证协议,只需要消耗一个单光子就能验证4比特经典身份密钥,在工作效率和资源节约方面具有显著的优势。在IBM量子计算平台上模拟了该协议的实现过程,进一步论证了协议的可行性和正确性。在安全性方面,IBM平台上模拟的冒充攻击和截取重发攻击描述了遭遇攻击时方案的安全检测机制,数值分析表明在单光子序列达到10以上时,攻击者进行冒充攻击、截取重发攻击和纠缠测量攻击必然无法通过协议的安全检测机制。（2）在抵御探测器边缘信道攻击的同时本文使用单光子作为信息载体,基于测量设备无关技术提出了一种量子身份认证协议。该协议分为注册和身份认证两个阶段,参与者和验证方基于注册阶段共享的身份密钥制备单光子粒子,发送至第三方进行联合测量,根据测量结果即可完成身份认证过程。整个过程中不需要进行额外的安全性检测,攻击者对原始系统的测量会导致初始状态的改变,这种行为会在第三方的测量结果中体现出来,并且通过数据分析证实当身份密钥达到10时,该协议在遭遇冒充攻击、截取重发攻击时检测到攻击者的概率为99.9%,遭遇纠缠测量攻击时检测到攻击者的概率为94.3%。（3）许多量子身份认证协议只能在理想信道中实现,但是实际通信必然会受到噪声的影响,另一方面已有的多方身份认证协大多使用纠缠态粒子实现。本文分别在理想信道、集体退相位噪声信道和集体旋转噪声信道中提出了基于单光子的多方量子身份认证协议,在IBM量子计算平台上模拟了理想信道下5个量子比特3个参与者的身份认证过程,模拟并分析了该协议在抵御冒充攻击时的安全性,数据分析表明在三种信道下该协议可抵御冒充攻击和窃听攻击。