임베디드 SoC 응용을 위한 타원곡선알고리즘 기반 보안 모듈

  • 김영근 (전남대학교 전자공학과 대학원) ;
  • 박주현 (전남대학교 전자공학과 대학원) ;
  • 박진 (전남대학교 전자공학과 대학원) ;
  • 김영철 (전남대학교 전자컴퓨터공학부)
  • Published : 2006.06.01

Abstract

본 논문에서는 임베디드 시스템 온칩 적용을 위한 통합 보안 프로세서를 SIP(Semiconductor Intellectual Property)로 설계하였다. 각각의 SIP는 VHDL RTL로 모델링하였으며, 논리합성, 시뮬레이션, FPGA 검증을 통해 재사용이 가능하도록 구현하였다. 또한 ARM9과 SIP들이 서로 통신이 가능하도록 AMBA AHB의 스펙에 따라 버스동작모델을 설계, 검증하였다. 플랫폼기반의 통합 보안 SIP는 ECC, AES, MD-5가 내부 코어를 이루고 있으며 각각의 SIP들은 ARM9과 100만 게이트 FPGA가 내장된 디바이스를 사용하여 검증하였으며 최종적으로 매그나칩 $0.25{\mu}m(4.7mm\times4.7mm)$ CMOS 공정을 사용하여 MPW(Multi-Project Wafer) 칩으로 제작하였다.

Keywords

References

  1. 한국정보통신기술협회(TTA), 'TTA.KO-12.0004 : 128-비트 블록 암호 알고리즘 표준', 1999.9
  2. Janaka Deepakumara, Howard M. Heys and R. Venkatesan 'FPGA implementation of MD5 hash algorithm,', Electrical and Computer Engineering, 2001. Canadian Conference on , Volume: 2 , pp. 919 -924, 2001
  3. Lijun Gao, Sarvesh Shrivastava, and Gerald E. Sobelman, 'Elliptic Curve Scalr Multiplier Design Using FPGAs', Workshop on Cryptographic Hardware and Enbedded Systems(CHES), August 1999
  4. Yongjin Jeong and Wayne Burleson, 'VLSI Synthesis of Finite Field Arithmetic', TR-91-CSE-22, Dept. of ECE. Univ. of Massachusetts. 1991
  5. IEEE P1363a / D5(Draft Version 5), Standard Specifications for Public key Cryptography: Additional Techniques, August 16 2000
  6. ECC Tutorial, http://www.certicom.com/resources/ecc_tutorial/ecc_tutorial.html, 2001
  7. D. Hankerson, J. L. Hernandez, and A. Menezes, 'Software Implementation of Elliptic Curve Cryptography over Binary Fields,'Crypto95
  8. R. Rivest, 'The MD5 Message-Digest Algorithm', RFC 1321, MIT LCS & RSA Data Security Inc. April ,1992
  9. 한국정보처리학회, '블록암호화 IP의 FPGA 구현 및 검증', 2002년 11월
  10. Lijun Gao, Sarvesh Shrivastava, and Gerald E.Sobelman, 'Elliptic Curve Scalr Multiplier Design Using FPGAs', Workshop on Cryptographic Hardware and Enbedded Systems, August 1999
  11. 김수영, 'Rijndael 블록 암호화 칩의 설계', 연세대대학원 석사 논문, 2001년 6월
  12. NIST, 'Draft FIPS PUB 180-2 : SECURE HASH STANDARD', 2001년 5월, http://csrc.nist.gov/encryption/tkhash.html
  13. William Stallings, 'Cryptography and Network Security', Prentice-Hall, 1999
  14. 이병욱, 'AES와 Twofish 암호 알고리듬의 하드웨어 구현', 경기대학교 석사학위논문, 2001년 2월
  15. 최병윤, 'AES Rijndael 알고리즘용 암호 프로세서의 설계', 한국통신학회 논문지 26권 10B호p130-132, 2001
  16. 문상국, '타원 곡선 암호용 프로세서를 위한 고속 VLSI 알고리즘의 연구와 구현,' 연세대학교 전기전자공학과 박사학위 논문, 2001, 12
  17. Excalibur Devices, 'Hardware Reference Manual Version 3.0', http://www.altera.com, July 2002
  18. ARM922T(Rev. 0) Technical Reference Manual, http://www.arm.com, 2001
  19. AMBATM Specification (Rev 2.0), http://www.arm.com,1999
  20. 반도체설계자산연구센터(SIPAC), 'VHDL Coding Guide-line V2.0', http://www.sipac.org