本发明涉及数字集成电路设计以及安全防伪技术领域，且公开了一种针对高可靠抗建模双层APUF的抗功耗攻击的保护电路，包括高可靠抗建模双层APUF模块与抗功耗攻击模块，高可靠抗建模双层APUF模块与抗功耗攻击模块之间为电信号连接，高可靠抗建模双层APUF模块用于抵御外界建模攻击，抗功耗攻击模块用于抵御外界对电路结构进行功耗分析，防止外界推测出高可靠抗建模双层APUF模块内部的电路结构，高可靠抗建模双层APUF模块由第一仲裁器、第二仲裁器和三个基本单元组成；且保护电路，通过增加路径控制单元、路径选择单元和输出恢复单元，使得电路的抗功耗攻击能力更强，破解难度增加，破解时间成几何倍数增长。