Design of Cryptographic Processor for AES Rijndael Algorithm

AES Rijndael 알고리즘용 암호 프로세서의 설계

본 논문에서는 AES Rijndael 암호 알고리즘을 구현하는 암호 프로세서를 설계하였다. 하드웨어 공유를 통해 면적을 감소시키기 위해 1라운드 동작을 2개의 부분 라운드로 나누고 각 부분 라운드를 4 클록으로 구현하였다. 라운드 당 평균 5 클록의 연산 효율을 만들기 위해 인접한 라운드간에 부분 라운드 라이프라인 동작 기법을 적용하고, 키 설정 오버헤드 시간을 배제하기 위해, 암호 및 복호 동작의 라운드 키를 온라인 계산 기법을 사용하여 생성하였다. 그리고 다양한 응용 분야에 적용하기 위해, 128, 192, 256 비트의 3가지 암호 키를 모두 지원할 수 있도록 하였다. 설계된 암호 프로세서는 약 36,000개의 게이트로 구성되며 0.25$\mu\textrm{m}$ CMOS 공정에서 약 200Mhz의 동작 주파수를 가지며, 키 길이가 128 비트인 AES-128 ECB 동작 모드에서 약 512 Mbps의 암.복호 율의 성능을 얻을 수 있었다.