轻量级认证加密算法在资源受限场景具有重要应用,比如医疗设备、集散控制系统、物联网、信息物理系统等。这些设备大多需要与其它设备相互连接,协同完成某些工作。为保障此类设备数据通信的安全,适用于资源受限环境下（芯片占用面积小、功耗低等）的轻量级认证加密算法悄然兴起。然而,这些算法有可能遭受到侧信道分析方法的致命威胁。因此,研究轻量级认证加密算法的侧信道分析及其相应的防护技术是目前学术界和产业界共同关注的热点问题。本文主要基于轻量级认证加密算法Spook和ASCON算法,从算法的侧信道分析和掩码防护方案设计两方面进行研究。主要研究结果包括:1.提出一种针对Spook算法的相关能量分析方法。基于Spook算法结构及其S盒实现特点,利用汉明重量模型刻画算法运行时的功耗特征,将S盒输出值映射为假设功耗,并与真实功耗计算相关性,恢复出密钥。实验表明:当S盒采用查找表实现时,通过采集Clyde-128部件泄露的789条功耗曲线,可在1分钟内捕获主密钥。当攻击Shadow-512部件时,可恢复出128比特内部敏感信息,并能求解出相应的128比特明文。此外,还分别对比了S盒层采用查找表实现和切片技术实现时该算法的安全性能。测试表明在无防护时Spook算法无法抵御相关能量分析。2.提出一种适用于Spook算法的一阶布尔掩码方案。基于Spook算法结构和具体实现特点,构造了一种适用于Spook算法的掩码方案,并在ARM开发板上对其进行了实现。实验结果表明:采集50万条Spook算法的功耗曲线,最多能恢复出8比特密钥信息,但这对Spook算法没有造成致命威胁（主密钥长度为128比特）。通过随机数复用技术,整个掩码方案只需要引入64比特随机数。与掩码前相比,存储占用空间仅增加2.87%。3.提出一种针对ASCON算法的差分能量分析方法,并构造了ASCON算法的一种一阶门限掩码方案。基于ASCON算法结构及其S盒实现特点,提出一种差分能量分析方法。该方法结合算法S盒实现特点,利用汉明重量模型作为功耗区分函数,将功耗曲线分组,并恢复出加密用的主密钥。进一步地,对于差分能量分析中出现的“魅峰”,给出了一种功耗曲线预处理方法。通过采集置换sa泄露的1500条功耗曲线,能快速恢复出其主密钥的44比特。此外,提出了ASCON算法的一阶门限掩码方案。通过t-test进行泄露评估,t值均落在4.5以内。这表明该方案的实现能有效地防止信息泄露。