通信安全是信息化时代一项不可或缺的内在需求。量子安全直接通信是实现安全通信的一种新型方式,其无条件安全性已得到理论上的证实。它不需要提前生成共享密钥加密信息,而是直接将机密信息在量子信道中传输,因而受到研究者的广泛关注。Grover算法是量子算法中的一个研究热点,具有显著加速优势,目前将Grover算法和量子安全直接通信相结合的研究很少,而且在中间人攻击下安全性较差,本文研究了基于Grover算法的量子安全直接通信,弥补了现有协议中的不足;另外,现实情况下量子资源受限,出于提高量子安全直接通信可实现性的目的,本文还研究了基于GHZ纠缠态的多方半量子安全直接通信协议。通过悉心研究取得了创新性研究成果,如下:（1）设计了两个利用四粒子团簇态和Grover算法的量子安全直接通信协议。两个协议都利用了具有纠缠持久特性的四粒子团簇态作为量子资源,两量子比特Grover算法的两个算子完成编码和解码信息。相比于现有基于Grover算法CQSDC和基于六粒子纠缠态的常规CQSDC协议,这两个协议在抵御中间人攻击、不诚实接收者、篡改攻击方面优于现有协议,同时获得了较高的量子通信效率。（2）设计了一个基于Grover算法和认证的受控量子安全直接通信。在控制方Charlie的监督下,发送方Alice把信息安全地传递到接收方Bob。利用两量子位Grover算法独特性质对量子态进行编码和解码信息操作,通过创建与秘密身份序列关联的安全检测粒子有效地保障了协议通信过程中的安全性。相比于现有基于Grover算法QSDC和CQSDC协议,本协议通信效率不仅能与最优效率持平,而且能够有效的抵御中间人攻击。此外,该协议利用单光子直积态作为信息载体,在现有技术条件下更容易实现。（3）设计了基于GHZ纠缠态的三方半量子安全直接通信（SQSDC）协议,包含量子Charlie、经典Alice和Bob三个通信方。在该协议中,两个经典方被允许同时向量子方发送机密信息,通过在量子方增加一些编码操作,该协议可以转化成三方半量子对话协议。利用GHZ态的特点,这两个协议均可扩展为三方以上参与的通信方案。此外,通过引进量子纠错编码策略,本文提出了一个多方半量子安全直接通信协议,该协议可以一定程度上抵抗噪声,并证明了提出的四个协议在拦截-重发攻击和纠缠测量攻击等常见攻击策略下的安全性。相比于现有的SQSDC协议,提出的三方SQSDC协议具有更高的量子效率。本三方半量子对话协议的效率虽略低于目前半量子对话协议中最优量子效率,但该协议可以防止Alice和Bob私下联合欺骗Charlie。（4）针对个人信息泄露的安全问题,探讨了设计的协议在个人信息管理中的应用,以实体连锁专卖店会员制为例进行了详细地阐述。