量子信息是量子物理与信息科学的新兴交叉学科，是近年来信息学科最前沿的理论之一。数字签名是实现网络身份认证、数据完整性保护和非否认服务的基础，也是开展电子商务和签订电子合同的重要工具，所以数字签名在现代密码系统中起着十分重要的作用。由于经典的数字签名并不是无条件安全的，于是人们基于量子物理的特性提出了量子签名协议，以及量子身份认证协议，并研究了相应协议的安全性问题。 本文的主要目的，就是致力于从理论上弱化对仲裁的依赖程度，使得量子签名更为简单化，提高协议的容量，并借此对量子密码，量子信息甚至量子力学的一些基本问题进行探讨。 在弱化对仲裁的依赖程度方面，主要讨论了两种情况。一是仲裁由控制者转变为验证环节的监督者。在制备、签名乃至验证的环节都主要由通信双方来完成，仲裁在解密和验证并最后确认的环节上监督Bob。签名成功，确认后的原始文件由仲裁保存，以避免纠纷。二是由仲裁来分发待签名消息和建立量子信道。待签名消息首先发送给仲裁，再由仲裁转交签名方，完成后反馈确认消息给仲裁。因此，原始文件和双方身份信息首先是由仲裁来确认的，以防止纠纷，尤其是篡改方面。 量子态的特性使得通信更加安全，但同时也具有更容易受到干扰的缺点。本文后面的部分采用了四维的粒子纠缠态，用以提高单次通信的效率。