한국정보처리학회:학술대회논문집 (Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference)

한국정보처리학회 (Korea Information Processing Society)
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32-bit RISC-V상에서의 경량 블록암호 PIPO 최적 병렬 구현

Optimized parallel implementation of Lightweight blockcipher PIPO on 32-bit RISC-V

  • 엄시우 (한성대학교 IT융합공학과) ;
  • 장경배 (한성대학교 정보컴퓨터공학과) ;
  • 송경주 (한성대학교 IT융합공학과) ;
  • 이민우 (한성대학교 IT융합공학과) ;
  • 서화정 (한성대학교 IT융합공학과)
  • Eum, Si-Woo (Dept. of IT Convergence Engineering, Han-Sung University) ;
  • Jang, Kyung-Bae (Dept. of Information and Computer Engineering, Han-sung University) ;
  • Song, Gyeong-Ju (Dept. of IT Convergence Engineering, Han-Sung University) ;
  • Lee, Min-Woo (Dept. of IT Convergence Engineering, Han-Sung University) ;
  • Seo, Hwa-Jeong (Dept. of IT Convergence Engineering, Han-Sung University)
  • 발행 : 2021.11.04
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초록

PIPO 경량 블록암호는 ICISC'20에서 발표된 암호이다. 본 논문에서는 PIPO의 단일 평문 최적화 구현과 4평문 병렬 구현을 제안한다. 단일 평문 최적화 구현은 Rlayer의 최적화와 키스케쥴을 포함하지 않은 구현을 진행하였다. 결과적으로 키스케쥴을 포함하는 기존 연구 대비 70%의 성능 향상을 확인하였다. 4평문의 경우 32-bit 레지스터를 최대한 활용하여, 레지스터 내부 정렬과 Rlayer의 최적화 구현을 진행하였다. 또한 Addroundkey 구현에서 메모리 최적화 구현과 속도 최적화 구현을 나누어 구현하였다. 메모리 사용을 줄인 메모리 최적화 구현은 단일 평문 구현 대비 80%의 성능 향상을 확인하였고, 암호화 속도를 빠르게 구현한 속도 최적화 구현은 단일 평문 구현 대비 157%의 성능 향상을 확인하였다.

키워드

과제정보

이 논문은 부분적으로 2021년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 정보통신기술진흥센터의 지원을 받아 수행된 연구임(No.2018-0-00264, IoT 융합형 블록체인 플랫폼 보안 원천 기술 연구, 50%) 그리고 부분적으로 2021년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임(No. NRF-2020R1F1A1048478, 25%) 그리고 부분적으로 2021년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 정보통신기획평가원의 지원을 받아 수행된 연구임 (No.2021-0-00540, GPU/ASIC 기반 암호알고리즘 고속화 설계 및 구현 기술개발, 25%).