量子通信是量子力学与经典信息科学相结合的新学科，由于具有经典通信所无法比拟的优点，绝对安全性，近年来得到了广泛关注和发展。量子通信根据信道的不同，可以分为光纤量子通信和自由空间量子通信。目前基于光纤的量子通信已经基本达到了传输距离的理论极限。而自由空间信道由于高稳定性，低损耗以及可通过空间平台中转，成为实现全球量子通信最可行的选择。但在实际量子通信中，由于不完美设备的存在，比如单光子源和探测器等，都会造成密钥泄露，最终导致量子通信不再安全。为了解决这一难题，利用量子通信算法提取量子密钥，则可以得到绝对安全密钥。本论文首先介绍了经典加密方法，量子通信理论知识等方面。量子力学的相关理论保证了量子通信在密钥分发过程中的绝对安全性。第三章为量子通信安全性分析，量子通信安全性分析两个关键因素为通信距离以及最终成码率。我们还提出了光子数分离攻击的解决方案——基于诱骗态的量子通信，并将基于诱骗态的量子通信与传统方式进行比较，发现该方案的量子通信在成码率和通信距离上都比传统的量子通信效率高，且更接近于理论上限。在第四章，我们着重介绍了量子通信算法，包括基矢校验，密钥纠错和隐私放大这三方面。基矢校验以BB84协议为主要理论依据，提取基矢相同的原始密钥；为了减少暗记数以及时间测量模块对误码率的影响，我们在实验中加入同步光，来降低误码率，最终提升成码率。密钥纠错用于纠正通信双方筛选密钥中的差异，我们介绍了四种纠错算法，实现了这四种纠错算法，并对Winnow算法进行了改进。将这四种纠错算法进行性能比较分析，得出Cascade和LDPC算法的纠错性能接近香农极限，且成码率也比BBBSS和Winnow算法高。量子通信的最后一步为隐私放大，利用普遍哈希函数，能使窃听者对于通信双方的最终密钥信息降低到无穷小。通过量子通信算法，我们将得到绝对安全密钥。最后一章为总结全文，量子通信算法作为量子密钥分发系统中的密钥提取算法，随着量子通信的发展将会变得越来越重要。