随着信息技术的发展，信息安全也越来越受到社会的广泛关注与重视，使得可以实现多种密码技术的公钥密码学也得到广泛应用。为了更加安全和高效，通常在嵌入式设备中硬件实现公钥密码算法。然而这又很容易引起边信道攻击。边信道攻击指的是攻击者通过分析安全芯片进行密码运算时泄露出来的边信道信息而获取密钥。一般来说，边信道信息主要包括密码运算的运行时间、功耗、电磁辐射、错误结果等。与之对应的攻击分别是时间分析攻击、功耗分析攻击、电磁辐射分析攻击、故障注入分析攻击。其中功耗分析又分为简单功耗分析和差分功耗分析。电磁辐射分析与功耗分析在分析方法上是一样的，只是采集的信号不同而已。本文主要研究了边信道攻击（包括功耗分析攻击、电磁辐射分析攻击、故障注入分析攻击）的理论基础。并介绍了针对于公钥密码算法RSA和ECC的边信道攻击及其防御措施。在这些攻击与防御措施的基础上结合RSA和ECC算法的特性研究了一些安全性高且性能快的方法抵抗边信道攻击。为了进一步提高性能，研究RSA和ECC算法的硬件实现，尤其是基本单元模乘器的硬件实现，以软硬件结合的方式实现抗边信道攻击方法。最后搭建边信道攻击平台来验证具体的防御措施。在研究过程中，我们取得的成果如下：1、研究了基于随机化加法链的MIST模幂算法，针对该算法容易受到简单功耗分析攻击的问题，提出一种既安全又高效的抗简单功耗分析攻击的MIST模幂算法，该算法通过添加一些无效的操作使其可以抵抗简单功耗分析攻击，修改除数的选择以提高效率。利用同样的思想应用于标量乘算法中，则这样的标量乘算法也可以抵抗简单功耗分析攻击。2、分析了针对于模数n的故障注入分析攻击，根据该攻击的特点提出一种抵抗故障注入分析攻击的MIST模幂算法,该算法是在原有MIST算法的基础上增加了模数n的完整性验证以及计算两次最后一步运算并比较两次的运算结果，如果正确则返回，反之返回0。3、研究了各种ECC的功耗分析攻击的防御方法，发现大多数方法都是以牺牲性能为代价。本文在非邻接表示编码基础上，结合窗口技术(选用两位长的窗口)，提出了一种高效的抵抗简单功耗分析的多标量乘算法，并利用随机分割标量的方法，将一个标量乘算法变成多标量乘算法，使得提出的标量乘算法既可以抵抗简单功耗分析也可以抵抗差分功耗分析，同时又不牺牲性能。4、研究了抗边信道攻击技术实现相关问题，基于优化的蒙哥马利算法，利用两个32位乘法器设计了一种高效的模乘架构，进而硬件实现RSA和ECC算法，并以软硬件结合的方式实现抗边信道攻击方法，最后搭建攻击平台验证了所提出的抗攻击方法非常有效。