Abstract
IEEE 802.11i is an amendment to the original IEEE 802.11/b,a,g standard specifying security mechanism by stipulating RSNA for tighter security. The RSNA uses TKIP(Temporal Key Integrity Protocol) and CCMP(Counter with CBC-MAC Protocol) instead of old-fashioned WEP(Wired Equivalent Privacy) for data encryption. This paper describes a design of a communication security engine for IEEE 802.11i MAC layer. The design includes WEP and TKIP modules based on the RC4 encryption algorithm, and CCMP module based on the AES encryption algorism. The WEP module suffices for compatibility with the IEEE 802.11 b,a,g MAC layer. The CCMP module has about 816.7Mbps throughput at 134MHz, hence it satisfies maximum 600Mbps data rate described in the IEEE 802.11n specifications. We propose a pipelined AES-CCMP cipher core architecture, which has lower hardware cost than existing AES cores, because CBC mode and CTR mode operate at the same time.
IEEE 802.11i에서는 기존의 802.11a,b,g가 가지고 있던 보안상 문제점을 보완하기 위해서 RSNA(Robust Security Network Association)를 새로이 규정하고 있다. RSNA에서는 기존의 데이터 암호화를 위한 WEP(Wired Equivalent Privacy)을 대신하여 좀 더 견고한 데이터 암호화를 위하여 TKIP(Temporal Key Integrity Protocol)와 CCMP(Counter with CBC-MAC Protocol)를 사용하고 있다. 본 논문에서는 WEP, TKIP, CCMP의 암.복호 엔진을 설계하여 IEEE 802.11i를 지원하는 MAC Layer를 설계, 구현 하였다. WEP은 기존의 IEEE 802.11 legacy MAC과의 호환성을 보장하기 위하여 구성되었고, TKIP와 CCMP는 IEEE 802.11i에서 규정한 데이터 보안을 보장한다. 본 논문의 CCMP 블록은 동작 주파수 134MHz에서 최대 816.7Mbps의 데이터의 처리속도를 가짐으로써 802.11n의 성능을 보장 한다. 또한 2단 파이프 라인 구조를 가지는 AES 구조를 제안하여 CCMP에서의 동작 모드인 CBC 모드와 CTR 모드를 1개의 AES 코어에서 처리하도록 하여 적은 면적의 하드웨어를 가지도록 하였다.
