10G EPON作为率先成熟并广泛应用的下一代PON技术,符合网络大环境发展的趋势,它具备大带宽、大分光比、与EPON兼容组网、网管统一、平滑升级等优点。但是由于10G EPON网络的自身网络拓扑结构特点,致使非法OLT或者ONU有机可乘,使得用户数据被泄露,同时也消耗了大量的系统资源。因此,为了避免这种安全威胁,本文分析了10G EPON的系统工作原理,研究了国内外对10G EPON安全现状的进展,并做了如下的工作:(1)本文设计了一种基于NTRUSign数字签名算法的10G EPON加密方案。在数据传输的过程中为了防止中间人攻击等安全问题,在ONU自动注册的过程中使用NTRUSign算法相互认证,并使用ECDH椭圆曲线密钥交换算法自主协商密钥,在ONU向OLT注册的过程中实现了密钥交换,建立了安全的会话密钥。(2)介绍了RSA算法与ECDSA数字签名算法,将两者与NTRUSign算法做了对比,并使用Java语言分别对RSA、ECDSA以及NTRUSign认证算法进行编程仿真,进行分析与比较。结果表明,基于NTRUSign数字签名算法的10G EPON方案相比于其他两种算法来说,具有更好的性能和更高的安全性,更适合在实际中应用。(3)本文提出了一种将量子密钥协商协议引入到10G EPON系统的思路。将使用量子密钥协商方案的认证过程嵌入到注册过程中,通过检测量子状态来验证OLT和ONU的合法性,满足了OLT与ONU的双向认证,并安全地建立共享密钥作为通信双方的会话密钥。