随着全球互联互通网络的高速发展,在享受其带来各种便利的同时,通信网的安全也引起我们越来越多的担心与关注,成为了一个众所担忧的问题。同时,随着计算机科学的飞速发展,经典密码带来的安全性将面临新的挑战。作为一种理论上被证明是“绝对安全”的保密通信方式――量子密码,从其一开始被提出就受到了广泛的关注;在新的时代背景下,更是备受青睐,成为学者们的研究热点。量子密钥分发(Quantum Key Distribution,QKD)系统作为量子物理原理在密码学领域的一个典型应用,因其分发的密钥具有“绝对安全”的特性,具有很高的军事和民用价值,为量子通信的发展打下了坚实的基础。本文主要关注量子密钥分发系统中密钥提取阶段的密钥协商环节,研究适合于QKD系统的有效的纠错算法,完成的工作主要包括以下几个方面:较全面介绍了QKD系统的原理,详细地描述了密钥分发及其后处理的整个过程,分析了QKD系统的特点,将其与传统的密码进行了比较。同时,结合其对差错控制编码的要求,给出了其技术指标的定义及其具体要求。特别地,对QKD系统的密钥协商过程进行了详细地分析并对其进行了建模,将其转化为一个带有边信息的无损信源压缩问题;从编码理论的角度,运用Slepian-Wolf定理给出了它的性能限。在分析了BBBSS、Casecade等一些经典的QKD系统密钥协商协议的基础上,针对使用低密度校验(low-density parity-check,LDPC)码的密钥协商过程,本文从环分布的角度给出了一种新的利用计算机搜索的LDPC码构造方法。同时,详细地介绍了LDPC码及其编译码算法并描述了QKD系统中基于LDPC码的差错控制过程。利用新的构造方法,本文构造了几个LDPC码,并将其应用于QKD系统中的密钥协商过程;通过软件仿真,给出了它的纠错性能。另外,本文还对这些纠错协议进行了简单地总结并分析了它们各自的特点。在以上经典QKD系统纠错协议的基础上,结合现如今QKD系统的发展要求,提出了一种新的应用于QKD系统的差错控制编码方法:多维Turbo乘积码(Multi-Dimension Turbo Product Code,MD-TPC)。新提出的方案采用前向纠错方法,克服了过去一些协议需要进行多次交互来进行纠错的缺点,降低了交互次数,提高了系统的吞吐量,降低了时延。新的纠错方案采用短的分量码来构造长码,其分量码灵活可变。另外,其编码简单,译码采用如今信道编码中应用最广泛的性能优异的迭代软输出译码算法。文中详细介绍了新方案的整个编、译码过程,给出了完整的编、译码算法,并对其进行了仿真验证与性能评估,取得了不错的效果。