在信息和网络高度发达的今天,信息安全问题日益突出,受到人们的广泛关注和重视。量子信息技术的出现对信息安全产生了深刻的影响,在量子算法严重地威胁着现行的公钥密码体制安全的同时,量子保密通信为信息安全开辟了崭新的方向。作为近几十年来信息科学领域研究的前沿课题之一,量子保密通信的发展始终是研究者们关注的焦点,相关课题的研究具有重要的理论价值和广泛的应用前景。通过结合量子力学与经典信息理论,量子保密通信可以实现信息安全和高效的传输。传统上,量子保密通信的研究主要集中在两方之间的端到端的协议。随着研究的不断深入,目前相关领域正在向多方和网络化的方向发展。本文主要对量子多方保密通信的相关问题进行研究,内容包括了量子通信网络、量子多方安全通信协议以及量子多方密码协议等。其中,对量子通信网络和量子多方安全通信协议的研究侧重于完成量子信息的安全传输,而对量子多方密码协议的研究专注于实现特定的安全任务。论文的主要工作如下：1.本文首先研究了量子通信网络中纠缠资源的安全分发。对于大规模量子信息处理,很自然地需要考虑网络环境。量子纠缠在量子信息领域中扮演着非常重要的作用,然而对于量子网络中很多的应用,通常假设量子纠缠已经在参与者之间提前安全共享,实际上在网络环境中纠缠态的安全分发非常复杂。本文中提出了一个具有良好可扩展性的量子网络模型,研究了该网络中纠缠态的分发问题,提出了三个高效和完美的纠缠信道构建方案,并且给出了高维系统的一般性结果。在该网络模型中,任意两个站点都可以在其量子链路的中间节点的帮助下,构建起一个Bell态信道。利用两两站点间构建起来的高维Bell态信道,任意n个站点之间可以高效和完美的构建n粒子高维GHZ态信道。更进一步,任意n个站点或者是任意t个站点之间可以构建任意n粒子高维纠缠信道,这里1≤t≤n。所构建的纠缠信道在量子安全通信中有着广泛的应用。2.基于网络中参与者之间所安全共享的纠缠资源,本文研究了量子多方安全通信协议。量子远程制备是量子通信领域一个典型的应用,它可以实现量子态的非直接的安全传递,防止直接传输过程中可能的攻击。本文研究了使用簇态作为共享资源的多方远程制备,包括联合远程制备和可控远程制备两类通信方案。文中不仅研究了制备任意的单量子和两量子比特,还研究了其他文献较少考虑的复系数的三量子比特。同时,本文也对确定性联合远程制备方案进行了研究,实现了100%的制备成功概率。通过使用簇态作为共享量子资源,提出了制备任意的单量子和两量子比特的确定性联合远程制备方案。与已有协议相比,提出的方案需要更少的量子资源、不需要附加的酉操作和测量,因此更加高效。文中还指出已有的两类基于GHZ态和EPR态的确定性联合远程制备方案是等价的。为完成通信任务,本文设计了一组通用的和特殊的测量基。针对所提出的每个方案,给出了方案实现的有效量子线路。簇态作为共享量子资源,可以很好地实现多方远程制备,但具体的实现方案有一定的特殊性,文中也对此进行了讨论。3.在量子多方密码协议的方面,本文主要涉及了量子秘密共享(QSS)协议和量子签名协议。作为量子密码的重要组成部分,QSS仍然是当前的热点研究课题之一。本文研究了具有一般访问结构的QSS方案。基于高维多粒子纠缠态,提出了具有一般访问结构的QSS体系,讨论了在此体系中构建一般访问结构的方法。所提出的QSS体系具有很高的灵活性,庄家可以按照自己的意愿实现一系列不同的访问结构,也可以实现诸如层次访问结构、指定恢复者以及门限结构等功能。对密码协议的安全性分析是密码学研究的重要组成部分,本文对一个高维确定性QSS协议的安全性进行了研究,指出该协议对一类特殊的联合攻击是脆弱的。在最坏的情况下,[n/2]+1个参与者可以通过巧妙的合作恢复出庄家的秘密信息。文中详细介绍了相应的攻击策略,并给出了抵抗此种攻击的两种改进措施。4.由于量子理论在信息领域应用的巨大成功,学者们也尝试利用量子信息原理来实现数字签名,以提供更好的安全性。本文对量子签名协议及其安全性分析进行了研究。一方面,针对现存的量子盲签名方案存在的效率问题,本文利用GHZ纠缠态给出了简单高效的解决方案,提出了一个新型的量子盲签名协议。与已有的协议相比,提出的协议具有100%的效率,且更加简单和易于实现。另一方面,本文研究了已有量子盲签名协议中可能存在的安全漏洞,分析了缺陷形成的原因。研究指出,对于一类量子盲签名协议,由于验证者是不诚实的,因此协议无法公平地完成签名任务。因为当有争议出现时,协议无法公平地解决该争议。