量子保密通信具有传输速度快、安全性高、存储容量大等优势,吸引了国内外研究者的广泛关注。它打破了传统的通信方式,将量子力学与经典密码学融合起来,在信息传输安全方面发挥了重要的作用。它的安全性由量子力学基本原理保证,理论上可以实现无条件安全,与攻击者的数学计算能力无关。它的兴起对信息安全领域产生了非常重要的影响。近30多年来,量子密码学在量子密钥分发、量子密钥协商、量子秘密共享、确定性安全量子通信、量子比特承诺、量子硬币抛掷、量子安全直接通信、量子保密查询、量子数字签名等多种分支的研究不断取得进展。在理想条件下,量子密码通信能满足信息传输的安全性。然而,在实际中量子密码系统无法完全达到理想条件,如各种设备不完善、信道噪声、传输损耗等问题。窃听者可能会利用这些非理想漏洞,从而成功窃取密钥,却不会被合法用户发现。由此看出,随着科技的发展,量子设备的缺陷以及各种攻击手段层出不穷,如侧信道攻击等。因此,设计出更安全、实用的量子密码协议尤为重要。本文主要创新性成果是将半设备无关与测量设备无关技术用于构造实用的量子密码协议:量子密钥协商、确定性安全量子通信、量子秘密共享。其中,对量子密钥协商协议,提出了半设备无关的量子密钥协商协议、测量设备无关的量子密钥协商协议、高容量测量设备无关的量子密钥协商协议;对确定性安全量子通信,提出了测量设备无关的确定性安全量子通信协议和高容量测量设备无关的确定性安全量子通信协议。除此之外,对文献[Gao et al.,Sci.Chin.Phys.Mech.Astron.63（12）,120311（2020）]提出的确定性测量设备无关的量子秘密共享协议进行安全性分析,指出该协议的缺陷。具体创新性成果如下:（1）提出了一种半设备无关的量子密钥协商协议。基于维度目击不等式证明源的可信性。源端的态制备无需详细表征,只假设源端的态Hilbert空间维数已知。（2）提出了一种测量设备无关的量子密钥协商协议,以消除Alice发起的探测器侧信道攻击。该协议使用BB84模型和ATVY态,可通过调整量子态系数和协议中抛币次数同时降低两方的最大欺骗概率,同时可以达到协议的公平。（3）对所提出的测量设备无关的量子密钥协商协议进行优化,利用光子的偏振自由度和空间模自由度提出了首个高容量测量设备无关的量子密钥协商协议。此协议具有消除探测器侧信道等攻击以及增加单光子信道容量的优点。通过调整参数值,可降低双方的最大欺骗概率。此外还得到了在相干攻击下实现公平密钥协商的条件。（4）提出了一种测量设备无关的确定性安全量子通信协议,以消除探测器侧信道等攻击。该协议使用了BB84通信模型和ATVY态,通过调整参数值来降低外部窃听者的最大欺骗概率,提供更好的安全性。（5）对所提出的测量设备无关的确定性安全量子通信协议进行优化,使用光子的偏振和空间模自由度,提出了首个高容量测量设备无关的确定性安全量子通信协议。该协议具有消除探测器侧信道等攻击和提高单光子信道容量的优点。同时,通过巧妙地调整参数降低外部窃听者的最大欺骗概率,提供更好的安全性。（6）对文献[Gao et al.,Sci.Chin.Phys.Mech.Astron.63（12）,120311（2020）]中提出的确定性测量设备无关的量子秘密共享协议进行安全性分析,指出不诚实的参与者可以单独获取秘密消息而不会被检测到,不可抵抗参与者攻击。