侧信道分析技术,即攻击者利用密码算法在设备上执行加密过程时所产生的的功耗数据与其当前时刻的操作数密切相关的特性,从而通过采集功耗数据破解其对应操作数的攻击手段。轻量级分组密码算法GIFT作为最节能的算法之一,在硬件的占用和计算的消耗上达到了更小、更快的效果。同时,其在侧信道分析领域的安全性也受到相应的重视。当GIFT算法在密码设备上进行实现时,评估其安全性并修复其漏洞有着重要意义。本文基于最近十年内的一些攻击与防御方法,对GIFT算法进行了安全性分析,发现其算法本身的实现存在的易被利用的泄露问题,并提出了相应的防护方案以增强其安全性。具体地,本文主要完成了如下几个工作:(1)分析了在不同攻击条件下,攻击者可能使用的攻击方法,包括相关能量分析CPA、互信息分析MIA、模板攻击TA。使用以上攻击方法对GIFT算法的侧信道数据进行分析,并给出了最易被攻击者利用以破解密钥的中间值数据的位置;(2)基于该组易受到攻击的中间值数据,在尽可能少的增加芯片负担的限制下,为其设计了单掩码防护方案与双掩码防护方案。二者均在一定程度上增加了 GIFT算法抗上述攻击的能力,但其在攻击者已知目标中间值对应的功耗泄露点时,仍存在安全隐患;(3)针对单掩码防护方案与双掩码防护方案存在的安全隐患,结合固定值掩码方案和循环移位S盒掩码方案的特性,设计了随机循环掩码(Random Loop Mask,RLM)方案,并在上述攻击下对该方案进行了抗攻击能力的分析,结果表明,该方案足以抵抗原始CPA攻击、MIA攻击、TA攻击,及二阶CPA攻击,且在已知泄露点的条件下对实际密钥仍具有较好的防护效果。