随着社会的发展,随着科技的进步,人们越来越多的追求生活的质量,讲究生活的便利。智能卡作为我们生活中身份的标识、金钱的存储、信息的传递的重要媒介,以其便捷轻巧、安全可靠、性能高效的特征很快应用到我们生活的方方面面,成为我们生活中不可或缺的一部分。为了保障智能卡信息的安全性,智能卡中普遍采用了加密算法,如DES、AES、RSA等等。在密码算法的呵护下,智能卡信息数据相对安全可靠。但是当边信道分析的横空出世,打破了这片安宁,使得智能卡仅仅单独依靠密码算法的保护不再那么坚不可摧。在边信道攻击的方式中,功耗分析是最具有代表性的,该方式首先采集智能卡加密时泄露的功耗信息,然后通过对功耗信息进行比对分析,最终将智能卡破解。论文通过功耗分析的方式对接触式智能卡内部算法的密钥进行相关的攻击和研究。功耗分析的前提是需要获取功耗信息,所以针对这个前提条件首先开发了功耗采集平台,采集平台基于接触式智能卡的通信协议——ISO7816协议进行开发。在设计功耗采集平台的方案时,尽可能地做到降低噪声干扰,使采集到的泄露功耗纯净,以便于后期对数据的处理和分析。当前生产生活中,所使用的智能卡的内部加密算法普遍以DES为主要算法,我们对这种智能卡进行攻击时,首先在功耗采集平台上采集大数据量的功耗信息,然后结合DES算法输入时的不同明文建立功耗模型,最后利用功耗模型和实际采集到的功耗信息进行相关性计算从而分析出最终的密钥。与此同时,在当前大数据和机器学习的火热氛围中,论文还讨论了结合模板分析的攻击方式。此外,分别在硬件级别、系统级别和应用级别探讨了针对边信道攻击的防御措施。本文研究表明,功耗分析对没有边信道防御措施的智能卡的密钥具有有效的分析和破解,因此,关于对智能卡在边信道这一领域的研究迫在眉睫。