计算机和互联网技术是当今信息社会的基础,各种信息的产生、处理和传播已经成为人们生活中必不可少的一部分。搭载密码算法的各类密码设备保障了信息的安全传输,因此这些设备的安全性受到人们日益广泛的关注。近年来,旁路攻击,尤其是其中最流行的差分功耗分析逐渐兴起。这些攻击方法具有攻击代价小、攻击效率高等优点,对已有的密码设备产生了很大的威胁。目前,对密码产品的测评认证中,都会进行旁路功耗分析。因此,针对旁路功耗分析开展相应的防护措施研究,既有理论价值又有现实意义。FPGA具有很强的灵活性,可以作为硬件仿真对密码算法实现的安全性进行评估,因而选取其为实验平台。本文主要研究基于FPGA的密码算法功耗分析与防护技术,开展了如下的具体工作:1)深入学习并掌握旁路功耗分析和防护技术的分类和原理,为本文的实验打下理论基础。2)搭建了基于FPGA的功耗采集平台,适用于绝大多数密码算法。为了提升分析效率,提出了各种提高采集速度和采集质量的方法。3)针对AES和SM4算法,研究功耗分析的方法步骤,并基于隐藏和掩码技术提出相应的防护措施。4)对实现的防护方案进行功耗分析,并比较各个方案的优劣,总结提高电路安全性的方法。实验结果表明,成功分析隐藏和掩码混合实现的AES电路需要的功耗曲线数相比无防护AES电路从7千条提升到了50万条。而选择明文攻击最终的SM4防护实现也比无防护实现所需的曲线数多了50倍。这证明了本文提出的防护措施的有效性。为了提升安全电路设计能力,本文不仅给出了各个防护实现的比较,也讨论了影响电路安全性的其他因素。另外,本文最后对FPGA实现和实际芯片的功耗分析做了差异化研究。