随着科学技术的发展,科学家和工程师们越来越重视信息传输的安全性,量子保密通信能够为人们提供绝对意义上安全的、不可破译的保密通信,引起了人们的广泛关注,近年来在理论和实验上都取得了飞速的发展。本文就由KyoInoue, Edo Waks和Yoshihisa Yamamoto提出的新颖的量子保密通信协议—差分相移量子密钥分发协议展开研究,搭建了量子密钥分发系统,设计并实现了其中的关键器件—量子随机数发生器。本文首先对量子密钥分发技术的研究进展以及随机数在其中所起的重要性进行了论述,介绍了密码通信中量子密码学的理论基础。然后对量子密钥分发技术中的三大主流协议一BB84协议、E91协议和B92协议分别作了介绍,分析讨论了各自的优缺点。接着通过对国内外相关领域的调查研究,在分析已有方案优缺点的基础上设计并实现了一款具有一定新颖性和可行性较好的量子随机数发生器。单光子随机地选择进入Y分支波导的两支路,光子流通过波导后被单光子探测器探测到,通过高速数据采集电路将光子通过Y分支波导路径的信息采集记录下来,得到了连续的二进制随机数序列(即原始的量子密钥)。最后介绍了差分相移量子密钥分发协议的具体方案,对其安全性作了简要分析,成功地搭建并演示了差分相移量子密钥分发系统。