量子通信是量子信息基础理论应用的主要研究内容之一。量子安全通信将保密通信体系建立在量子力学理论之上，为信息的安全传输提供了新的方法。量子力学在研究微观粒子的状态和运动方式时给出了微观粒子具有不可克隆、测不准和可相互纠缠等物理特性，这些特性可以保证利用微观粒子载荷信息的量子通信具有理论上的无条件安全性和对窃听的可检测性，使得量子安全通信具有良好的性能和光明的前景。自从BB84量子密钥分配方案以来，许多科学家加入量子安全通信研究领域，取得了大量的令人瞩目的研究成果。　　 本硕士论文的研究内容主要涉及了量子安全通信中的量子密钥分配和量子直接通信两方面。第二章主要讲述了量子安全通信的量子力学基础。第三章重点介绍和分析了现有的一些经典的量子安全通信协议，即BB84量子安全通信协议、“Ping-Pong”协议、“二步”量子直接安全通信协议和量子对话协议。其中BB84协议和“二步”量子直接安全通信协议具有良好的安全特性；“Ping-Pong”协议虽是一种存在若干漏洞的量子通信协议，但它引入了量子直接通信的思想；早期的量子对话协议可能泄漏部分信息，与单向通信协议相比较并没有提高量子传输信息的效率，但它带来了双向量子通信的思想。第四章详细分析了安全通信中贝尔态粒子纠缠交换物理现象中的一些关键性质，并利用这些性质提出了安全可靠、编码解码简单的量子密钥分配协议、量子直接通信协议和双向量子直接通信协议;通过提出一种身份验证的方法，从而确保通信双方的合法性，随后分析并证明了所提方案的安全性。第五章的要点在于将二维贝尔态纠缠交换推广至高维情况，使之具有一般性，分析了高维贝尔态及高维单粒子酉算子的一些性质，基于高维纠缠交换的性质，提出了相对应于二维情况的高维量子安全通信协议。