众所周知,绝大部分经典密码系统是基于数学难题设计的,因而其安全性也是建立在敌手解决这些难题时所面临的计算复杂性上的。然而量子计算理论的出现使这些经典密码系统面临非常严重的威胁。于是人们开始寻找新的能够对抗量子计算的密码技术。量子密码就是其中一个重要分支,它是量子技术在密码学中的重要应用。量子密码不仅可以抵抗量子计算的威胁,理论上它还可以实现无条件安全,这是因为其安全性是基于海森堡测不准原理以及量子不可克隆定理等量子力学规律的。如今,量子密码已经引起了学术界的广泛关注。量子密码的无条件安全性一定意义上归功于其不同于经典的信息编码方式。本文主要从量子态编码、幺正操作编码以及其他信量子息编码方式三方面对量子密码协议中的信息编码方式展开研究。分析并总结了以上各种量子信息编码方式的特点及优势,并利用它们解决了多个密码学中的具体问题。在量子态编码方面,我们利用单光子态编码方式设计了首个安全且公平的多方量子密钥协商协议,并证明了它针对外部攻击和参与者攻击的安全性。此外,利用一种特殊的单光子多脉冲量子态,我们设计了一个基于量子密钥分发(Quantum Key Distribution, QKD)的量子保密查询(Quantum Private Query, QPQ)协议,这是首个不存在失败概率和额外数据库信息泄露的该类QPQ协议。最后,我们指出QKD中参与者可以通过选择检测比特位置以控制密钥,并研究了其控制能力与检测比特所占比例之间的关系,该成果可应用于量子安全直接通信等量子密码协议,同时也拓宽了量子态编码方式在密码学中的应用范畴。在幺正操作编码方面,我们通过研究纠缠交换和局域幺正操作的性质,发现了一个针对采用联合检测窃听的量子秘密共享协议的攻击中的错误,并将此攻击策略改进。在此基础上,我们提出了一个采用单光子源和联合检测窃听策略的多方量子密码协议模型,并利用幺正操作区分的相关理论证明了其安全性。最后,利用上述模型,我们设计了一个量子保密比较协议,与之前所有此类协议相比,该协议不仅更加高效,而且更容易实现。在其他量子信息编码方式方面,我们利用选择测量基的信息编码方式设计了一个QKD协议并证明了其安全性。这种特殊的信息编码方式允许一个参与者在只配备无法显示测量结果的量子测量设备时与他人共享安全密钥。此外,我们利用时间编码方式还提出了一种新型的量子位置认证(Quantum Position Verification, QPV)协议——差时QPV (Different Time QPV,DTQPV)。在DTQPV中,验证者利用发送时间进一步加密所传输的信息,使得DTQPV取得了比之前的同时性QPV更高的安全性。引入时间编码的DTQPV在一定意义上突破了针对QPV的no-go定理,这是因为在频率受限的模型下,即使敌手拥有无限的量子存储能力,它仍然是安全的。