密码学有着悠久的历史,在近代逐渐发展成为一门应用科学。密码学在现今社会中有着非常广泛的应用,从关系国计民生的军事、国防等领域到个人应用领域,例如电子邮件、银行账号等。现在的密码体系可以分为非对称密钥和对称密钥两大体系。非对称密钥的安全性是建立在计算的复杂性之上的,随着电子计算机技术的发展,特别是量子计算机概念的提出,使其安全性受到了严峻的挑战。对称密钥的最大问题是如何在通信双方进行安全的密钥分发。量子密码学是量子力学和密码学相结合的一门学科,量子密码的安全性由量子力学的基本原理——测不准原理和单量子态不可克隆定理保证。使用量子密钥分发所得的安全密钥,结合“一次一密”加密算法就可以实现理论上绝对安全的保密通信。现在的量子密钥分发遇到的瓶颈就是密钥生成率比较低。量子密钥分发系统中,原始密钥后期处理过程中所采用的纠错算法对密钥生成率有很大的影响。当前比较常用的纠错算法有二分奇偶纠错算法、Cascade纠错算法和奇偶——汉明纠错算法等三种纠错算法,它们各有优缺点,本文的主要工作之一就是对这三种纠错算法的性能做了一定的理论分析,并在工程上实现了奇偶——汉明纠错算法。探测技术也是量子密钥分发系统的关键技术之一,对量子密钥生成率也有很大的影响。对探测技术的研究大都集中在探测器本身性能的研究方面,本文将Bing Qi等人提出的双探测器理论应用于BBM92协议,对其性能做了一定的理论分析,并通过matlab进行了数值仿真,从仿真结果可以看出,采用双探测器能够提高系统的密钥生成率和延长安全通信距离。最后本文就量子密钥分发网络做了简单的介绍,并且在对目前的‘三种量子密钥分发网络结构的特点以及功能缺陷进行分析的基础上,提出了一种新型的量子密钥分发网络模型。