量子计算的发展使算力的飞速提升成为可能,给经典密码学带来了前所未有的挑战。于是人们开始研究能够抵抗量子计算的新型密码体制,例如安全性基于物理学定律的量子密码学。目前国内外学者在量子密码的各个领域取得了丰硕的研究成果。其中,理论上可以实现信息论安全性的量子密钥分发（Quantum key distribution,QKD）更为成熟和贴近实际应用。值得注意的是,QKD实现信息论安全性的重要前提之一是通信参与者的身份是可靠的。参与者身份的可靠性可以通过基于对称密码的经典身份认证协议实现,也可以直接将身份认证过程嵌入QKD中,即经过认证的QKD协议。本文主要研究如何在基于单光子干涉的量子通信系统中实现认证QKD协议,包括对近期提出的基于单光子干涉的量子身份认证协议应用于QKD时的安全性分析,以及探究量子身份认证协议如何确保量子密钥分发协议的信息论安全性。本文具体内容如下。首先,介绍了量子力学的基本概念以及基于单光子干涉系统的QKD协议（GV95协议）和量子身份认证（LGXHLX协议）。随后,分析了在密钥扩展过程中LGXHLX协议能否为GV95协议提供可靠的身份认证功能,并指出在此过程中存在严重的安全漏洞并进一步分析了存在漏洞的原因和可能的解决策略。在此基础上,我们提出了三个基于单光子干涉量子通信系统的认证QKD协议,即基于线圈调制的非正交态认证QKD协议、基于线圈调制的时效性认证QKD协议、以及基于线圈调制的正交态认证QKD协议,并证明了上述三个协议的信息论安全性。前两个协议可以看作是对LGXHLX协议的改进,两个协议所需的量子通信设备不同,对通信系统的性能要求也有区别,实际应用中参与者可以根据现实条件进行选择;在第三个协议中我们提出了一个新的认证方案,基于该方案设计了相对于第一个协议更为简单和高效的认证QKD协议。不仅如此,新的方案保留了GV95协议仅采用一组正交基的特点,对基于单光子干涉的量子通信系统的原有线路改动最小。