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密码学是信息安全技术的基石。分组密码以其安全高效的特点得到了广泛的应用,是密码学研究的核心内容之一。随着物联网、车载移动网络等新技术的发展,加密设备开始向存储空间小、计算能力差的高受限设备过渡,传统加密算法已不再适用。在此背景下,轻量级分组密码应运而生,由于它的加密效率高、软硬件实现能力强、应用前景广阔,其安全性已受到国内外密码研究者的广泛关注。故障攻击是应用在物联网环境下的主要分析方法之一,其原理是利用辐射、激光等物理方法处理加密设备,在加密过程中导入故障,通过分析正确密文与错误密文之间的统计关系获得密钥信息。对轻量级分组密码算法进行故障攻击,有助于发现物联网环境下密码算法的漏洞与不足,对同类算法的设计和安全性分析具有重要意义。本文对新型轻量级分组密码的安全性进行了分析,选取了具有SPN结构的LED算法和具有Feistel结构的TWINE算法,采取故障攻击的方式,结合不可能差分分析和差分分析的理论基础,分别对两种算法进行了不可能差分故障攻击和差分故障攻击。LED算法是由J.Guo等人在2011年的CHES会议上提出的轻量级分组密码,采用SPN结构。LED算法高效又易于实现,对其安全性的分析也已有较多成果。在故障攻击方面,已有成果仅将故障导入在最后三轮,若可以将故障导入在更深的轮,将对LED算法的安全性产生新的威胁。本文结合不可能差分分析的原理,采用半字节故障模型,首次提出了对LED算法进行不可能差分故障攻击的方法,成功将故障导入在倒数三轮之前,扩大了故障导入的范围。实验结果表明,在半字节的故障模型下,不可能差分故障攻击平均只需48个和96个故障便可恢复LED算法64比特和128比特两个版本的密钥。本文的研究结果证明了LED算法易受不可能差分故障攻击的威胁,对于其他同类SPN结构的迭代分组密码的安全性分析具有重要意义。TWINE算法是T.Suzaki等人于2011年提出的轻量级分组密码,采用广义Feistel结构。自提出以来,已经有多位学者研究了TWINE算法的安全性,但是仅局限在对算法结构的分析上,且攻击复杂度普遍偏高。本文结合差分分析的原理,采用半字节的故障模型,首次提出了对TWINE算法进行差分故障攻击的新方法。实验结果表明,平均只需导入8个和18个故障,就可以分别恢复TWINE算法80比特和128比特的密钥,大大降低了攻击复杂度。本文的研究成果证明了TWINE算法易受差分故障攻击的威胁,对其他具有Feistel结构的同类迭代分组密码算法的安全性研究具有重要意义。