Abstract
An optimized finite-field multiplier is proposed for encryption and error correction devices. It is based on a modified Linear Feedback Shift Register (LFSR) which has lower power consumption and smaller area than prior LFSR-based finite-field multipliers. The proposed finite field multiplier for GF(2n) multiplies two n-bit polynomials using polynomial basis to produce $z(x)=a(x)^*b(x)$ mod p(x), where p(x) is a irreducible polynomial for the Galois Field. The LFSR based on a serial multiplication structure has less complex circuits than array structures and hybrid structures. It is efficient to use the LFSR structure for systems with limited area and power consumption. The prior finite-field multipliers need 3${\cdot}$m flip-flops for multiplication of m-bit polynomials. Consequently, they need 6${\cdot}$m latches because one flip-flop consists of two latches. The proposed finite-field multiplier requires only 4${\cdot}$m latches for m-bit multiplication, which results in 1/3 smaller area than the prior finite-field multipliers. As a result, it can be used effectively in encryption and error correction devices with low-power consumption and small area.
본 논문은 암호화 장치 및 오류정정부호화 장치 등에서 핵심적으로 사용되고 있는 유한체승산기(finite-field multiplier)의 최적화된 구조를 제안한다. 제안된 구조는 LFSR(Linear Feedback Shift Register)구조를 갖는 유한체 승산기에서 소비전력과 회로면적을 최소화 하여 기존의 LFSR 구조를 바탕으로 하는 유한체 승산기에 비하여 효율적인 승산을 이루도록 한다. 기존의 LFSR 구조의 유한체 승산기는 m비트의 다항식을 승산 하는데 3${\cdot}$m개의 플립플롭(flip-flop)이 필요하다. 1개의 플립플롭은 2개의 래치(latch)로 구성되기 때문에 6${\cdot}$m개의 래치가 소요된다. 본 논문에서는 4${\cdot}$m개의 래치(m 개의 플립플롭과 2${\cdot}$m개의 래치)로 m 비트의 다항식을 승산 할 수 있는 유한체 승산기를 제안하였다. 본 논문의 유한체 승산기는 기존의 LFSR 구조의 유한체 승산기에 비하여 회로구현에 필요한 래치의 개수가 1/3(약 33%)이 감소하였다. 결과적으로 기존의 방법에 비하여 저 소비전력 및 저 면적의 유한체 승산기를 암호화 장치 및 오류정정부호화 장치 등에서 효과적으로 사용이 가능하다.
