• Review of KIISC
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• v.12 no.3
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• pp.48-56
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• 2002

전자상거래의 트래픽이 엄청나게 증가하고 많은 사용자들이 안전한 온라인 거래를 요구함에 따라 고속 암호연산 프로세서의 필요성은 증대되고 있다. 고속 암호연산 프로세서란 복잡한 연산이 많은 암호방식의 연산 속도를 가속시키기 위한 보조프로세서이다. 본 고에서는 암호 사업분야 중 고속 암호연산 프로세서의 필요성을 알아보고 국내·외제품들을 분류한 뒤 프로세서들의 기능, 성능비교 및 안전성을 위주로 조사·분석하였다. 또한 고속 암호연산 프로세서의 전망 및 발전방향을 알아보고 프로세서가 사용되는 SSL가속기, IPSec가속기, HSM, 스마트카드 제품들의 성능을 위주로 소개하기로 한다.

• Review of KIISC
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• v.16 no.3
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• pp.34-40
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• 2006

고속 암호프로세서는 매우 큰 대역폭을 필요로 하는 네트워크 보안 장비, 서버 시스템의 보안의 필수 요소이다. 암호 프로세서는 고속 대용량 처리를 위한 고성능 쪽과 유비쿼터스 등 이동 환경에 적합한 초소형 저전력 쪽으로 크게 두 가지로 나누어 질 수 있다. 이 논문에서는 암호 프로세서의 고속 구현의 몇 가지 요소 기술 들을 살펴 본다. 일반적으로 디지털 논리 설계에 많이 쓰이고 있는 파이프라인 기법과 이를 적용한 결과들을 살펴보고, 여러 개의 암호 코어를 쓰는 방법, 하나의 암호 코어로 여러 개의 세션을 처리할 때 속도 저하를 막기 위한 세션 변경 방법을 설명한다. 끝으로 처리 성능에 영향을 주는 인터페이스 부분을 USB2.0의 보기를 들어 살펴본다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2018.05a
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• pp.163-165
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• 2018

GF(p)상 타원곡선 암호(ECC)와 RSA를 단일 하드웨어로 통합하여 구현한 공개키 암호 프로세서를 설계하였다. 설계된 EC-RSA 공개키 암호 프로세서는 NIST 표준에 정의된 소수체 상의 224-비트 타원 곡선 P-224와 2048-비트 키 길이의 RSA를 지원한다. ECC와 RSA가 갖는 연산의 공통점을 기반으로 워드기반 몽고메리 곱셈기와 메모리 블록을 효율적으로 결합하여 최적화된 데이터 패스 구조를 적용하였다. EC-RSA 공개키 암호 프로세서는 Modelsim을 이용한 기능검증을 통하여 정상동작을 확인하였으며, $0.18{\mu}m$ CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 11,779 GEs와 14-Kbit RAM의 경량 하드웨어로 구현되었다. EC-RSA 공개키 암호 프로세서는 최대 동작주파수 133 MHz이며, ECC 연산에는 867,746 클록주기가 소요되며, RSA 복호화 연산에는 26,149,013 클록주기가 소요된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2016.10a
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• pp.164-166
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• 2016

PRESENT/ARIA/AES의 3가지 블록 암호 알고리즘을 지원하는 암호 프로세서를 MPW(Multi-Project Wafer)칩으로 구현하였다. 설계된 블록 암호 칩은 PRmo(PRESENT with mode of operation) 코어, AR_AS(ARIA_AES) 코어, AES-16b 코어로 구성된다. PRmo는 80/128-비트 마스터키와, ECB, CBC, OFB, CTR의 4가지 운영모드를 지원한다. 128/256-비트 마스터키를 사용하는 AR_AS 코어는 서로 내부 구조가 유사한 ARIA와 AES를 통합하여 설계하였다. AES-16b는 128-비트 마스터키를 지원하고, 16-비트 datapath를 채택하여 저면적으로 구현하였다. 설계된 암호 프로세서를 FPGA검증을 통하여 정상 동작함을 확인하였고, 0.18um 표준 셀 라이브러리로 논리 합성한 결과, 100 KHz에서 52,000 GE로 구현이 되었으며, 최대 92 MHz에서 동작이 가능하다. 합성된 다중 암호 프로세서는 MPW 칩으로 제작될 예정이다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2022.11a
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• pp.72-74
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• 2022

사물인터넷에 성능이 향상됨에 따라 사물인터넷에 사용되는 저사양 프로세서들의 보안도 주목받고 있다. 이에 따라, 저사양 프로세서 상에서 안전하고 효율적으로 동작하는 경량 암호에 대한 개발과 최적연구가 활발히 진행되고 있다. 경량 블록 암호 중 하나인 SIMECK은 경량 블록 암호인 SPECK과 SIMON의 이점만을 결합한 암호 알고리즘이다. 본 논문에서는 저사양 프로세서 상에서의 경량 블록암호 SIMECK 최적 구현 동향에 대해 살펴본다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.34 no.3
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• pp.113-123
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• 2007

This paper presents a high-performance elliptic curve cryptographic processor over $GF(2^m)$. The proposed design adopts Lopez-Dahab Montgomery algorithm for elliptic curve point multiplication and uses Gaussian normal basis for $GF(2^m)$ field arithmetic operations. We select m=163 which is the smallest value among five recommended $GF(2^m)$ field sizes by NIST and it is Gaussian normal basis of type 4. The proposed elliptic curve cryptographic processor consists of host interface, data memory, instruction memory, and control. We implement the proposed design using Xilinx XCV2000E FPGA device. Based on the FPGA implementation results, we can see that our design is 2.6 times faster and requires significantly less hardware resources compared with the previously proposed best hardware implementation.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2004.10a
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• pp.406-408
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• 2004

인터넷 보안에 대한 중요성이 나날이 증가하고 있으며. 이러한 인터넷 보안 문제의 해결책으로 개발된 IPSec은 IP 계층에서 보안서비스를 제공하기 위하여 AH와 ESP를 사용하여 보안연계(Security Association) 서비스를 제공한다. 본 논문에서는 32-bit 데이터 베이스를 이용하여 새로운 AES로 채택된 Rijndael 암호 알고리즘과 HMAC-SHA-1 인증 알고리즘을 통합시킨 IPSec 암호 프로세서를 구현하였다. Xilinx ISE 5.2i를 사용하여 VHDL로 설계하였고, ModelSim으로 시뮬레이션 검증을 수행하였으며, Xilinx사의 Vertex XCV1000E로 구현하였다. 본 논문에서 구현한 IPSec 암호 프로세서는 WLAN이나 VPN, Firewall등에 응용될 수 있을 것이다.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.25 no.9B
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• pp.1609-1617
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• 2000

In this paper a design of cryptographic coprocessor which implements SEED algorithm is described. To satisfy trade-off between area and speed, the coprocessor has structure in which 1 round operation is divided into three subrounds and then subround is executed for one clock. To improve clock frequency online precomputation scheme for round key is used. To apply the coprocessor to various applications, four operating modes such as ECB, CBC, CFB, and OFB are supported. Also to eliminate performance degradation due to data input and data output time between host computer and coprocesor, background input/output method is used. The cryptographic coprocessor is designed using $0.25{\mu}{\textrm}{m}$ CMOS technology and consists of about 29,300 gates. Its peak performance is about 237 Mbps encryption or decryption rate under 100 Mhz clock frequncy and ECB mode.

• Proceedings of the IEEK Conference
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• 2005.11a
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• pp.889-892
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• 2005

본 논문에서는 VPN을 위한 IPSec 암호 프로세서의 설계 및 구현에 관하여 기술한다. IPSec 암호 프로세서의 기밀성 서비스를 위한 암호엔진은 DES, 3 DES, SEED, 그리고 AES 알고리듬 등을 사용하여 설계하였고, 인증 및 무결성 보안 서비스를 위한 인증엔진은 HMAC(The Hashed Message Authenticat ion Code)-SHA-1을 기본으로 설계하였다. 제안된 암호 프로세서는 Verilog를 사용하여 구조적 모델링을 행하였으며, Xilinx사의 ISE 6.2i 툴을 이용하여 논리 합성을 수행하였다. FPGA 구현을 위해서 Xilinx ISE 6.2i툴과 Modelsim을 이용하여 타이밍 시뮬레이션을 수행하였다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2004.04a
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• pp.934-936
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• 2004

본 논문의 목적은 AES(Advanced Encryption Standard)로 선정된 Rijndael 암호 및 복호 알고리즘을 하드웨어로 설계하고 이를 저비용의 FPGA로 구현하는 것이다. 설계된 AES 암호프로세서는 20만 게이트 급 이하의 FPGA로 구현한다는 비용의 제약 조건 하에서 대용량의 데이터를 암호화, 복호화 하기에 적합한 성능을 가지도록 하였다. 또한 구현 단계에서는 설계한 AES 암호프로세서와 UART 모듈을 동일 FPGA상에서 통합하여 실용성 및 면적 효율성을 보였다. 구현된 Rijndael 암호 프로세서는 20만 게이트를 갖는 Xilinx사의 Spartan-II 계열의 XC2S200 칩 사용시 53%의 면적을 차지하였고, Static Timing Analyzer로 분석한 결과 최대 29.3MHz 클럭에서 동작할 수 있고 337Mbps의 최대 성능을 가진다. 구현된 회로는 실제 FPGA를 이용하여 검증을 수행하였다.