• 한국통신학회논문지
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• 제26권3B호
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• pp.355-361
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• 2001

유한체(Galois Field) 상에서의 곱셈(multiplication)을 구현하는 방법은 크게 병렬 곱셈기(parallel multiplier)와 직렬 곱셈기(serial multiplier)로 나누어질 수 있는데, 구현시 하드웨어 면적을 작게 차지한다는 장점 때문에 직렬 곱셈기가 널리 사용된다. 하지만 이 직렬 곱셈기를 이용하여 계산을 하기 위해서는 병렬 곱셈기에 비해 많은 시간이 필요하게 된다. 직렬기법과 병렬기법의 결합이 이를 보완할 수 있게 된다. 본 논문에서는 복잡도는 직렬 곱셈기와 큰 차이가 없으면서 연산시간을 줄인 곱셈기*(multiplier)를 제안하였다. 이 곱셈기를 사용하면 복잡도는 크게 늘어나지 않았으면서 유한체 상에서의 곱셈을 하는데 필요한 시간을 줄이는 효과를 얻을 수 있다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2000년도 가을 학술발표논문집 Vol.27 No.2 (1)
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• pp.605-607
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• 2000

본 논문에서는 유한 필드 GF(2m)상에서 모듈러 곱셈 A(x)B(x) mod p(x)를 수행하는 2-디지트 시리얼 (2-digit-serial) 시스톨릭 어레이 구조인 곱셈기를 제안하였다. LSB-first 곱셈 알고리즘을 분석한 후 2-디지트 시리얼 형태의 자료의존 그래프(data dependency graph, 이하 DG)를 생성하여 시스톨릭 어레이를 설계하였다. 제안한 구조는 정규적이고 서로 반대 방향으로 진행하는 에지들이 없다. 그래서 VLSI 구현에 적합하다. 제안한 2-디지트 시리얼 곱셈기는 비트-패러럴(bit-parallel) 곱셈기 보다는 적은 하드웨어를 사용하며 비트-시리얼(bit-serial) 곱셈기 보다는 빠르다. 본 논문에서 제안한 2-디지트 시리얼 시스톨릭 곱셈기는 기존의 같은 종류의 곱셈기 보다 처리기의 최대 지연 시간이 적다. 그러므로 전체 시스톨릭 곱셈기의 처리시간을 향상시킬 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.1188-1193
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• 2004

비도 높은 암호용으로 연구된 유한체 곱셈 연산기는 크게 직렬 유한체 곱셈기, 배열 유한체 곱셈기, 하이브리드 유한체 곱셈기으로 분류되어 왔다. 직렬 유한체 곱셈기는 마스트로비토 (Mastrovito) (1)에 의하여 제안되어 유한체 곱셈기의 가장 기본적인 구조로 자리잡아 왔고, 이를 병렬로 처리하기 위해 m 배의 자원을 투자하여 m 배의 속도를 얻어낸 결과가 2차원 배열 유한체 곱셈기이며 (2), 이들 기존 방식의 장점만을 취하여 제안된 방식이 1999년 Paar에 의해 제안된 하이브리드 (hybrid) 곱셈기이다 (3). 반면 이 하이브리드 곱셈기는 사용 가능한 유한체로서 유한체의 차수를 합성수로 사용해야 한다는 제약이 따른다. 본 논문에서는 마스트로비토의 곱셈기의 구조를 기본으로 하고, 수식적으로 공통인수를 끌어내어 후처리하는 기법을 유도하여 적용한다. 제안한 방식으로 설계한 새로운 유한체 곱셈기는 HDL로 구현하여 소프트웨어 측면 뿐 아니라 하드웨어 측면에서도 그 기능과 성능을 검증하였다. 제안된 방식에서 직렬 다항 기준식 (polynomial)을 t (t는 1보다 큰 양의 정수) 부분으로 나누어 적용하였을 경우 곱셈기는 t 배의 속도 향상을 보일 수 있다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 봄 학술발표논문집 Vol.30 No.1 (A)
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• pp.272-274
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• 2003

유한체 GF(2$^{m}$ ) 상의 산술 연산 중 곱셈 연산의 효율적인 구현은 암호이론 분야의 어플리케이션에서 매우 중요하다. 본 논문에서는 All-One 다항식에 의해 정의된 GF(2$^{m}$ ) 상의 효율적인 Bit-Parallel 정규기저 곱셈기를 제안한다. 게이트 및 시간 면에서 본 논문의 곱셈기의 complexity는 이전에 제안된 같은 종류의 곱셈기 보다 낮거나 동일하다. 그리고 본 논문의 곱셈기는 이전 곱셈기 보다 더 모듈적이어서 VLSI 구현에 적합하다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.328-332
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• 2006

정보 보호 응용에 새로운 이슈가 되고 있는 ECC 공개키 암호 알고리즘은 유한체 차원에서의 효율적인 연산처리가 중요하다. 직렬 유한체 곱셈기의 근간은 Mastrovito의 직렬 곱셈기에서 유래한다. 본 논문에서는 polynomial basis 방식을 적용하고 식을 유도하여 Mastrovito의 직렬 유한체 곱셈방식의 3배 성능을 보이는 유한체 곱셈기를 제안하고, HDL로 기술하여 기능을 검증하고 성능을 평가한다. 설계된 3배속 직렬 유한체 곱셈기는 부분합을 생성하는 회로의 추가만으로 기존 직렬 곱셈기의 3배의 성능을 보여주었다. 비도 높은 암호용으로 연구된 유한체 곱셈 연산기는 크게 직렬 유한체 곱셈기, 배열 유한체 곱셈기, 하이브리드 유한체 곱셈기으로 분류되어 왔다. 본 논문에서는 Mastrovito의 곱셈기의 구조를 기본으로 하고, 수식적으로 공통인수를 끌어내어 후처리하는 기법을 유도하여 적용한다. 제안한 방식으로 설계한 새로운 유한체 곱셈기는 HDL로 구현하여 소프트웨어 측면 뿐 아니라 하드웨어 측면에서도 그 기능과 성능을 검증하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제28권6호
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• pp.289-300
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• 2001

본 논문에서는 유한 필드 GF(2$_{m}$ ) 상에서 모듈러 곱셈 A($\chi$)B($\chi$) mod P($\chi$)을 수행하는 새로운 선형 문제-크기(full-size) 시스톨릭 어레이 구조인 LSB-first 곱셈기를 제안한다. 피연산자 B($\chi$)의 LSB(least significant bit)를 먼저 사용하는 LSB-first 모듈러 곱셈 알고리즘으로부터 새로운 비트별 순환 방정식을 구한다. 데이터의 흐름이 규칙적인 순환 방정식을 공간-시간 변환으로 새로운 시스톨릭 곱셈기를 설계하고 분석한다. 기존의 곱셈기와 비교할 때 제안한 곱셈기의 면적-시간 성능이 각각 10%와 18% 향상됨을 보여준다. 또한 같은 설계방법으로 곱셈과 제곱연산을 동시에 수행하는 새로운 시스톨릭 곱셈/제곱기를 제안한다. 유한 필드상의 지수연산을 위해서 제안한 시스톨릭 곱셈/제곱기를 사용할 때 곱셈기만을 사용 할 때보다 면적-시간 성능이 약 26% 향상됨을 보여준다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 봄 학술발표논문집 Vol.31 No.1 (A)
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• pp.382-384
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• 2004

최근 인터넷의 발달과 함께 인터넷 상에서의 데이터 보안에 대한 요구가 매우 증가되고 있다. 그래서 공개키 또는 비밀키 알고리즘을 사용하여 데이터 보안을 해결하고 있다. 대부분의 공개키 알고리즘은 모듈러 연산들을 기반으로 살고 있으며 이 중 복잡도가 가장 높은 모듈러 멱승 연산은 모듈러 곱셈 연산을 반복 수행하여 계산된다. 그래서 모듈러 곱셈연산을 효율적으로 계산하기 위한 많은 방법들이 제안되어 왔으며 하드웨어 구현 시 속도와 효율성 문제로 몽고메리 곱셈기에 대한 연구가 주목을 받아 왔다. 현재 몽고메리 곱셈 알고리즘을 이용한 곱셈기는 대부분이 성능과 면적만을 고려한 구조로 보안성 향상을 위해 입력 데이터의 비트수 증가 시 곱셈기의 구조 변경이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 비트수 길이가 변하더라도 곱셈기 구조는 변함이 없는 GF(p)상에서의 Scalable한 몽고메리 곱셈기 구조를 제안한다. Sealable한 곱셈기의 구조는 FPGA와 같이 메모리를 포함하는 하드웨어 플랫폼에 적합하다. 제안된 구조는 Xilinx FPGA를 이용하여 하드웨어로 구현하며 ModelSim Tool을 통해 기능 및 타이밍 시뮬레이션을 수행한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권9호
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• pp.33-38
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• 2009

그룹 CSD 곱셈기는 프로그래머블 곱셈기에 사용되는 곱셈계수의 종류가 미리 정해져있고, 곱셈계수의 수가 많지 않은 FFT와 같은 응용에 효율적으로 사용하기 위해 최근 제안된 곱셈기이다. FFT를 비롯한 많은 DSP 응용의 VLSI 구현에서는 W비트 입력과 W비트 계수와의 곱셈 시 (2W-1)비트로 늘어나는 곱셈 출력 중 일부 비트만을 취하여 다음 연산에 사용한다. 본 논문에서는 워드길이가 W비트인 입력으로부터 W비트를 출력하는 고정길이 그룹 CSD 곱셈기 설계 방법을 제안한다. 양자화 오차를 효율적으로 보상하기 위해 그룹 CSD 곱셈기의 인코딩 신호를 이용하여 에러보상 바이어스를 생성한다. Synopsys 시뮬레이션을 통해 제안된 고정길이 그룹 CSD 곱셈기는 기존의 고정길이 modified Booth 곱셈기와 비교하여 전력소모에서 최대 84%, 면적에서 최대 79%까지 감소시킬 수 있음을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권11A호
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• pp.1092-1097
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• 2005

본 논문에서는 곱셈을 수행할 때 발생되는 스위칭 을을 줄이는 방식의 저전력 부스 곱셈기를 제안한다. radix-4 부스 알고리즘 (radix-4 Booth algorithm)은 입력에서 연속되는 3비트가 0이나 1의 같은 값을 가지게 되면, 부스 인코딩 결과로서 0을 발생시키는 특성을 가지고 있다. 따라서 곱셈기의 두 입력 중 더 작은 활성영역을 갖는 입력을 승수로 사용할 때 부분 곱셈결과가 0이 될 확률이 높다. 제안된 곱셈기는 곱셈식을 본래의 곱셈 입력 비트보다 더 작은 비트를 갖는 여러 개의 곱셈식으로 분할한 후, 각각의 곱셈들을 독립적으로 계산하여 각각의 곱셈의 결과를 더하여 최종적인 결과를 얻는다. 따라서 곱셈의 두 입력간의 교환율은 기존의 곱셈기보다 더 높아지게 된다. 이는 제안된 곱셈기의 부스 인코딩 결과가 0이 되는 확률이 기존의 곱셈기보다 더 높은 저전력 곱셈기를 구현할 수 있음을 의미한다. 제안된 곱셈기는 기존의 부스 곱셈기보다 최대 $20\%$ 정도의 소모전력이 감소됨을 확인하였다.

• 한국정보보호학회:학술대회논문집
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• 한국정보보호학회 1997년도 종합학술발표회논문집
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• pp.221-231
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• 1997

본 논문에서는 고속 멱승을 위한 모듈라 곱셈기를 시스토릭 어레이로 설계한다. Montgomery 알고리듬 및 시스토릭 어레이 구조를 분석하고 공통 피승수 곱셈 개념을 사용한 변형된 Montgomery 알고리듬에 대해 시스토릭 어레이 곱셈기를 설계한다. 제안 곱셈기는 각 처리기 내부 연산을 병렬화 할 수 있고 연산 자체도 간단화 할 수 있어 시스토릭 어레이 하드웨어 구현에 유리하며 기존의 곱셈기를 사용하는 것보다 멱승 전체의 계산을 약 0.4배내지 0.6배로 감소시킬 수 있다.