在实际应用领域中,我们通常使用专用硬件、软件或固件来实现如ASIC、FPGA、DSP或智能卡等密码算法芯片。这种芯片在运行时有可能泄漏某些中间状态信息(执行时间、功耗、电磁辐射、出错消息等),使得攻击者有机会破译与密钥相关的关键信息,从而得到明文或密钥。旁道攻击正是在此背景下被提出,其成功的攻击效果和广泛的应用前景,引起了国内外密码学界的极大关注,已经成为密码分析学发展最为迅速的领域之一。旁道攻击分为三类:时间分析,功耗分析和故障分析。其中,故障分析通过辐射、X光等方法在防篡改芯片中引入故障,从而导致一些密钥信息从芯片中泄露,它是唯一既可以从硬件实现进行分析,也可以通过软件模拟分析的分支。本文以故障分析为线索,分析其攻击和防御的相关技术。在阐述故障攻击技术中,本文首先按照不同影响因素对故障分析进行分类,进而详细研究故障分析在对称密钥和公钥两种密码体制上的攻击。在阐述故障分析的防御思想中,本文总结出三类故障防御类型:基于复用的防御、基于码的防御和基于随机化的防御,同时涉及到硬件冗余和时间冗余两方面考虑因素。接着,本文通过不同算法的具体故障分析及防御,在代换置换网(SPN)中引入形式化方法,来研究故障分析