传统密码学的安全性建立在计算复杂度上,随着计算机性能的提升,其安全性面临巨大的挑战。量子通信是量子理论和信息学共同的结晶,理想而言,其安全性是绝对的。量子密钥分发是量子通信中最成熟、应用最广泛的技术,有望实现真正的通信安全。但是因为存在不理想的实验器件等现实因素,所以量子密钥分发实际应用会存在一些安全漏洞。虽然实际的光源存在多光子的问题,实际的探测器也有探测问题,但都分别被诱骗态方法和测量设备无关量子密钥分发很好地解决了。结合诱骗态的测量设备无关量子密钥分发能够在现实标准的器件下实现安全的通信,因此迅速成为国内外研究的热点。本论文在诱骗态测量设备无关量子密钥分发的基础上,通过数值仿真进一步研究了三强度诱骗态测量设备无关量子密钥分发和星地测量设备无关量子密钥分发的性能表现。我们首先介绍了量子密钥分发的研究背景与意义、研究现状以及测量设备无关量子密钥分发的最新进展,然后介绍了量子密钥分发相关理论知识。利用这些理论知识,我们对测量设备无关量子密钥分发进行了详细的探究并得到相关结论。基于中心极限定理统计波动分析法的三强度诱骗态测量设备无关量子密钥分发对称信道性能优于非对称信道性能,诱骗态强度比信号态强度对性能影响更为显著,非对称信道的最佳强度值满足特定的数学关系。此外,我们将测量设备无关量子密钥分发应用于星地通信场景中。研究发现,星地测量设备无关量子密钥分发的密钥率存在一定的概率分布,密钥率越高,概率通常越低,星地测量设备无关量子密钥分发对失准误差的容忍度比暗计数更高。这些研究结果将为实验和实际应用提供理论参考,从而加快量子密钥分发的实用化进程。