轻量级密码算法适应于特定资源受限的环境中来保障数据信息的保密性、完整性和认证性。为了评估密码算法的安全性,国内外密码分析学者会使用一系列分析方法来检测算法的安全性。唯密文故障分析,是一种从密码算法的实际应用实现来考虑算法安全性的密码分析技术,通过分析受故障影响后的信息来破译密码算法,该分析方法基于唯密文攻击假设,仅需截获密文信息,在实际攻击过程中更易实现。由于该分析方法具备实际的应用意义和潜在的发展前景,使其在国内外从事密码等方面的研究学者受到极大关注。Saturnin轻量级分组密码算法和Saturnin-Short轻量级认证加密算法均于2020年国际对称密码学期刊（To SC/FSE）中被提出。目前,国内外尚未有轻量级分组密码算法Saturnin和轻量级认证加密算法Saturnin-Short抵御唯密文故障分析的公开成果,本文将分别研究并评估Saturnin和Saturnin-Short密码算法在唯密文故障分析下的安全性。针对Saturnin轻量级分组密码算法,本文分析并探讨了该算法在唯密文故障分析下的安全性,提出了一种新型的统计差分故障分析方法,构建了平方卡方—极大似然估计和DICE—汉明重量新型双重区分器。新型的统计差分故障分析方法相比已有的统计故障分析方法,可以实现在密码变换过程中的更深轮运算中执行导入故障动作,以更少的攻击故障数去恢复密钥信息从而破译密码算法。实验结果表明,采用新型统计差分故障分析方法以及新型区分器,仅需656个故障数,便可以99%成功概率恢复出Saturnin密码的256比特原始密钥,新型分析方法能够实现更深的导入故障轮数、更少的故障数、更低的复杂度和更高的准确度来破译密码,表现更为优异,极大地提高了攻击效率。研究成果为其它轻量级分组密码算法的安全性分析提供了新的分析思路。针对Saturnin-Short轻量级认证加密算法,本文提出了Saturnin-Short算法的统计无效故障分析方法,设计并采用了概率对称卡方—极大似然估计和调和中项—汉明重量新型双重区分器。在Saturnin-Short算法的唯密文故障分析中,本文利用受无效故障影响后的正确密文,并结合受无效故障影响后的中间状态值的统计分布,就可以成功破译该密码算法。实验结果表明,本文提出的新型区分器最少仅需1097个无效故障数,便可以99%成功率破译该密码算法,新型区分器降低了所需的无效故障数、总故障数、耗时和复杂度,攻击效率得到了有效地提升。研究结果扩展了唯密文故障分析的应用场景,为其它轻量级认证加密算法的安全性分析提供了重要参考。