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在如今的信息社会中，密码理论与技术已经广泛应用到了政府、军事、金融、国防、个人信息保密等领域，信息安全越来越受到重视。面对相关各种攻击的严重威胁，加密算法也在不断改进。现今的加密算法以AES为主，今年也相继选出了新一代的哈希算法SHA-3。本文着重分析了高级加密标准(AES)算法、新型SHA-3算法的基本概念和结构特点，并着重对代数与差分功耗攻击(DPA)相结合的新型旁路攻击研究。分析表明，与使用AES-S盒的功耗模型相比，利用AES-S盒的代数特性实现的功耗模型，使得DPA攻击能够在相同的功耗轨迹条数下恢复出更多更精准的密钥信息。此外，本文还在FPGA和ASIC硬件平台上实现了SHA-3五个候选算法的统一接口。本文的主要工作如下：首先，对已有的旁路攻击进行了优化实现，并进行了正确性验证分析。通过采用SASEBO-GII旁路攻击分析板对AES功耗攻击的真实功耗进行采集，并计算出了正确密钥的最大相关系数值，通过对猜测密钥十六个字节的正确性分析，恢复出了真实密钥。其次，通过将代数分析思想与DPA攻击的功耗模型相结合的方式，提出了一种新型代数旁路攻击技术，即将AES加密过程中S盒的代数表达式替换原先的S盒置换表查询操作。该新攻击方法具有攻击准确度高、对功耗能量迹的需求减少等优点，弥补了采用S盒替换表时DPA攻击所需功耗能量迹较多、易受噪声影响等缺陷，进而达到提高了旁路攻击的强度。最后，在FPGA和ASIC平台上，提出了实现在SHA-3算法的统一接口，将提出算法性能与单独实现每个SHA-3算法的性能分别进行了比较分析，结果显示，本设计对五个SHA-3候选算法提供了通用接口，在基本不影响面积、吞吐量以及频率等重要性能的前提下方便了用户对算法选择。