轻量级密码是近些年密码学研究的重点与热点,相较于传统密码,具有资源消耗低和实现高效等特点。随着信息技术的发展尤其是物联网的普及,轻量级密码被广泛应用于物联网中的数据安全保护。近年来,侧信道分析成为密码安全性分析的重要方法之一,即利用密码设备运行时所向外泄露的信息,包括能量损耗、电磁辐射、光信息和执行时间等恢复主密钥。唯密文故障分析是基于唯密文攻击基本假设的一种故障分析方法,属于侧信道分析。在唯密文攻击的基本假设下,攻击者监听截取信道的能力最弱,仅需截取密文,因此在现实中更易应用,对密码的安全实现具有重要的意义。PRESENT算法是2007年加密硬件与嵌入式系统会议上提出的轻量级密码算法,2019年成为最新的国际轻量级密码标准ISO/IEC–29192–2:2019,用于保证物联网中资源受限设备的安全性。本文通过结合中间相遇分析的思想,提出了中间相遇统计故障分析,并设计实现了皮尔逊相似系数—汉明重量区分器新型区分器,优化了已有的唯密文故障分析方法。该方法通过预计算并存储部分分析过程,利用空间换取时间,并结合新型区分器,在注入故障轮数,耗时、故障数、准确度和复杂度等重要指标表现更加优异,有效扩展了攻击范围,提升了攻击效率。SUNDAE–GIFT和GIFT–COFB均是以GIFT–128为底层分组密码的轻量级认证加密算法,其中SUNDAE–GIFT和GIFT–COFB分别入选了美国国家标准与技术研究院（NIST）启动的轻量级密码标准化项目的第二轮评选和最终候选名单。目前没有关于SUNDAE–GIFT和GIFT–COFB算法的唯密文故障分析的相关研究。本文首先针对SUNDAE–GIFT实现了统计故障分析,证明了唯密文故障分析对以GIFT为底层分组密码的认证加密算法具有威胁。然后针对GIFT–COFB算法首次实现了统计无效故障分析,在倒数第二轮导入故障,可以克服利用认证加密算法的认证机制所设计的抵御对策。之后又结合了中间相遇分析的思想,将导入故障的位置加深至倒数第三轮,故障数也由1088个无效故障降低至624个无效故障。目前,对于轻量级分组密码和轻量级认证加密算法已有相关唯密文故障分析。本文将多种唯密文故障分析方法分别应用于轻量级分组密码PRESENT、轻量级认证加密算法SUNDAE–GIFT和GIFT–COFB。研究结果为分析轻量级密码的安全性提供了参考,为优化唯密文故障分析的攻击效率提供了新的思路。