对称密码是密码科学的重点研究内容，被广泛应用于数字签名、电子支付等领域。近年来，随着无线技术的不断发展，物联网正在逐步深入到人们生活的各个领域中，但由于计算处理设备容量有限，传统的密码算法不能有效地保证其中的数据安全。轻量级对称密码正是因此应运而生，它通过改变算法中所使用的一些组件来保证数据安全，具有分组长度短、结构简单、资源消耗少等特点。然而，在实际应用中，轻量级对称密码算法的硬件载体可能会受到外部因素影响而造成中间状态泄露，攻击者可以运用泄露的信息来恢复一部分甚至整个密钥。唯密文故障攻击和差分故障攻击正是在加密运算中改变中间状态的技术，攻击者可通过在加密过程中导入故障，获取错误密文，然后分析这些信息计算出原始密钥。
　　Midori 算法是于会议 ASIACRYPT 中公布的一种新型轻量级对称密码算法，主要应用于物联网设备的数据安全。我们首次提出针对Midori算法的唯密文故障攻击方法。该方法通过在算法中导入随机半字节或字节的故障，利用SEI、GF、GF-SEI、MAP、MLE和HW区分器可以99%的成功率恢复出原始密钥，从而提升了攻击效率且减少了故障数。实验结果表明，Midori算法不能抵抗唯密文故障攻击，为故障攻击其它轻量级对称密码的实现提供了重要参考。
　　LED算法是于2011年会议CHES上提出的一种新型轻量级对称密码算法，可以用于保护车联网环境下设备的信息安全。我们首次提出了针对 LED 算法的唯密文故障攻击方法。方法是通过在算法中导入随机半字节故障，利用SEI、GF、GF-SEI、MAP、MLE和HW区分器可以99%的成功率恢复出原始密钥，提升了攻击效率且减少了故障数。实验结果表明，针对 LED 算法的唯密文故障攻击为故障攻击其它轻量级对称密码提供了重要参考。
　　PHOTON算法是于2011年会议CRYPTO中提出的一种新型轻量级散列密码族，适用于计算容量受约束的设备。我们首次提出并讨论了针对PHOTON算法的差分故障攻击方法。方法是在PHOTON算法中导入半字节的随机故障，分别仅需要33、69和86个故障即可完全破译PHOTON算法中的三个版本：PHOTON-280/20/16, PHOTON-160/36/36和PHOTON-224/32/32。实验结果表明，针对PHOTON算法的差分故障攻击为故障攻击其它轻量级散列密码提供了重要参考。
　　本文选取了Midori、LED和PHOTON这三种典型的轻量级密码算法进行实验并实施性能评估。本文提出的安全性分析方法和实验结果，为轻量级密码算法的设计与研究提供了有效的理论基础。