Gauss Sieve는 격자 기반 문제 중 하나인 SVP를 풀기 위한 알고리즘으로 지수 시간 및 공간 복잡도를 필요로 한다. 알고리즘의 종료 조건은 공간 복잡도와 관련이 있는 리스트의 크기 및 충돌 횟수에 의해 결정된다. 여기서 충돌이란 샘플링 된 벡터에 대한 축소 연산 뒤 이미 리스트에 존재하는 벡터와 동일한 벡터가 되는 상황을 의미하며 일정 횟수 이상의 충돌이 발생할 경우 알고리즘은 종료된다. 기존 알고리즘으로부터 제시된 공간 복잡도를 기준으로 실제 실행 결과를 확인하였을 때, 가장 짧은 벡터를 발견한 이후에도 불필요한 연산이 지속되는 것을 확인하였다. 이는 기존의 종료 조건이 필요 이상으로 크게 설정되었음을 의미한다. 따라서 본 논문에서는 불필요한 연산이 반복되는 지점을 파악한 뒤 기존에 필요로 하는 연산의 횟수에 대한 최적화를 진행한다. 종료 조건이 되는 충돌의 임계값과 샘플 벡터가 생성되는 분포를 조정하는 방식으로 실험을 진행하였으며 실험 결과 가장 큰 비중을 차지하는 축소 연산은 62.6% 감소하였으며 이에 따른 공간 및 시간 복잡도는 각각 4.3%, 1.6% 감소하였다.
온라인/오프라인(On-line/off-line) 서명은 오프라인 단계에서 서명생성에 필요한 무거운 연산을 수행하고, 온라인 단계에서 간단한 연산만으로 최종 서명을 완성하는 기법이다. 이는 다수의 사용자에게 즉각적인 서명 응답을 해야 하는 응용환경에 적합하다. 본 논문에서는 RSA 문제에 기반한 새로운 온라인/오프라인 서명기법을 두 가지로 제안한다. 첫 번째 기법은 온라인 서명 시 고정된 밑수에서의 지수승이면 되고, 두 번째 기법은 해쉬연산과 같은 매우 간단한 계산만으로 온라인 서명을 완성할 수 있다. 두 서명의 안전성은 모두 RSA 문제로 환원되는데, 랜덤 오라클 모델에서 안전성 손실 없이 증명이 된다.
본 논문에서는 $GF(2^m)$ 상에서$AB^2 $연산을 위한 두 가지 새로운 알고리즘과 구조를 제안한다. 먼저 Linear Feedback Shift Register 구조기반의 A$B^2$ 곱셈 알고리즘을 제안하고, 이를 기반으로 비트순차 구조를 설계한다. 그리고, 기본 구조로부터 변형된 변형 $AB^2 $ 곱셈기를 설계한다. 제안된 구조는 기약다항식으로 모든 계수가 1인 속성의 All One Polynomial을 이용한다. 시뮬레이션 결과 제안된 구조가 구조복잡도면에서 기존의 구조들보다 훨씬 효율적이다. 제안된 곱셈기는 공개키 암호의 핵심이 되는 지수기의 구현을 위한 효율적인 기본구조로 사용될 수 있다.
본 논문은 FPGA 기반에서 실수형 프로세서의 설계 및 구현에 대한 내용과 이를 이용하여 휴머노이드 로봇 팔의 위치제어를 위한 PD 제어기반의 신경회로망 제어기의 구현에 대한 내용이다. 설계된 프로세서는 명령어 기반의 처리를 통해 산술 연산 뿐만 아니라 로봇의 제어에 사용되는 외부 모듈의 사용이 가능하도록 설계하였으며, 신경회로망 구현에 사용되는 지수함수를 효율적으로 근사화하기 위한 Taylor series를 이용한 알고리즘을 하드웨어 레벨에서 구현하였다. 휴머노이드 로봇 팔의 위치 추종을 위해 고전적인 PD 제어기를 설계하고 PD 기반의 신경회로망 제어기를 설계하였다. 로봇 팔의 6축 제어를 위한 신경회로망 제어기에 요구되는 많은 연산을 감당하도록 하기 위해 설계된 프로세서를 통해 정의된 프로그래밍언어로 제어 프로그램을 작성하였다. PD 제어기와 PD 기반의 신경회로망 제어기를 하드웨어에 설계하여 로봇팔의 위치 추종을 실험하였으며 성능을 비교 검증하였다. 프로세서는 Altera의 Stratix II EP2S180 DSP development board에 구현되었으며 실험적으로 25MIPS의 성능을 가지는 것으로 나타났다.
무선인터넷 접속 프로토콜의 사실상 국제표준이라 할 수 있는 WAP 프로토콜의 규격을 제정하는 WAP 포럼에서는 인증서 및 비밀키의 저장, 그리고 암/복호화 및 전자서명/검증 등의 연산을 지원하기 위한 무선인증모듈 규격을 정의하고 있다. 스마트카드로 구현되는 무선인증모듈의 사용 형태를 고려할 때, 다양한 플랫폼에서의 사용과 사용자의 이동성 지원, 그리고 무선인증모듈을 이용한 정보보호 특성 보장은 필수적인 요구조건이다. 본 논문은 무선인증모듈을 스마트카드로 구현함에 있어 멀티 애플리케이션을 지원하고, 기능 확장성을 보장하기 위한 PKCS #15 기반의 무선인증모듈 설계와 구현 결과를 보인다. 본 논문에서는 접촉형 스마트카드에 대한 국제규격인 ISO/IEC 7816 시리즈 규격을 준수한 설계를 보이고, 지수승 모듈러 연산을 하드웨어적으로 지원받아 RSA 1024 비트 암/복호화 및 전자서명/검증을 처리하는 결과를 보인다.
본 논문에서는 GF(2$^{m}$ )상에서 비트 직렬 Linear Feedback Shift Register (LFSR) 구조와 비트 병렬 셀룰라 오토마타(Cellular Automata, CA)구조를 혼합한 새로운 하이브리드(Hybrid) 형식의 A$B^2$곱셈기를 제안한다. 본 논문에서 제안한 곱셈기는 제곱연산을 위해 구조적으로 가장 간단한 비트 직렬 구조를 이용하고, 곱셈연산을 위해 시간 지연이 적은 비트 병렬 구조를 이용한다. 제안된 구조는 LFSR의 구조적인 특징과 Periodic Boundary CA (PBCA)의 특성, 그리고 All One Polynomial (AOP)의 특성을 조화시킴으로써 기존의 구조에 비하여 정규성을 높이고 지연 시간을 줄일 수 있는 구조이다. 제안된 곱셈기는 공개키 암호화의 핵심이 되는 지수기의 구현을 위한 효율적인 기본구조로 사용될 것으로 기대된다.
본 논문에서는 SVM의 효과적인 학습 알고리즘인 SMO(Sequential Minimal Optimization)를 하드웨어적으로 설계하고 구현하는 방법을 제시한다. SVM은 Vapnik에 의한 제안된 기계학습 방법으로 음성인식, 문자인식, BT, 보안 등 다양한 응용분야에서 기존의 신경망보다 우수한 성능을 나타내었다. 그러나 SVM은 계산량이 많아 연산속도가 느려지는 단점을 가진다. 이를 개선하기 위해 본 논문에서는 SVM의 학습 알고리즘인 SMO의 핵심인 지수함수와 실수 연산기를 VHDL로 설계하고 Mentor의 ModelSim을 이용하여 시뮬레이션하고 Synopsys의 Design Analyzer를 이용하여 합성하였다. 구현된 칩은 시뮬레이션 결과 약 50MHz의 속도로 동작하며, 이는 소프트웨어적으로 구현된 SMO보다 약 10~20배 빠른 성능을 나타내었다.
본 논문은 고속 지수 선택기를 이용한 여분 부동 소수점 이진수의 제산/스퀘어-루트 설계 및 구현에 관하여 기술하였다. 본 제산/스퀘어-루트는 처리 속도 25㎒를 갖는 여분 이진수의 가산 방식을 사용하여 올림수 지연을 제거함으로써 비트 크기에 관계없이 일정한 시간으로 가산을 수행한다. 각각의 반복 단계에 널리 사용된 제산과 스퀘어-루트에 대해 16-비트 VLSI 회로를 설계하였다. 이것은 매번 16개 클럭마다 시프트된 이진수를 여분 가산하여 제산 및 스퀘어-루트를 실행한다. 또한 이 회로는 비복원 방법을 사용하여 지수 비트를 얻는다. 지수 선택 논리의 간단한 회로를 구현하기 위하여 나머지 비트의 주요 세 자리를 사용하였다. 결과적으로, 이 회로의 성능은 새로운 지수 선택 가산 논리를 적용하여 지수 결정 영역을 병렬 처리함으로써 한층 더 연산 처리 속도를 높인 것이다. 이전에 동일한 알고리즘을 사용하여 제안된 설계보다 13% 빠른 속도 증가를 보였다.
그룹 키 협정 (Group key agreement)1)은 그룹 내의 노드 (member)가 하나의 비밀 키 (secret key)를 공유하도록 하는 프로토콜이다. 이 때, 그룹 키를 맺는 시간을 줄이기 위해 메시지의 수, 지수연산, 라운드 수가 적을수록 좋다. 그렇기 때문에 기존의 연구들에서는 이러한 요소들을 고려하여 프로토콜을 구성하였다. 하지만 그룹 내의 노드들이 계속 머무르는 상태에서 똑같은 그룹을 형성하는 것이 아니라 중간에 어떤 노드가 그룹을 떠나는 경우 (leave)도 있고 새로운 노드가 들어오는 경우 (join)도 있다. 또한, 그룹이 빠지는 경우 (group leave)도 있고, 그룹이 들어오는 경우 (group join)도 있다(Group Dynamics). 이러한 시나리오는 충분히 발생할 수 있기 때문에 이러한 요소들도 고려하여 프로토콜을 구성해야 한다. 그래서 이논문에서는 그룹 노드들의 join과 leave, 그룹들 간의 join, leave가 빈번한 경우도 고려하여 프로토콜을 제시할 것이다.
본 논문에서는 전압형 3상 Z-소스 인버터의 전압 안정화를 위한 새로운 제어방법을 제안하였다. 제안된 방법은 전압형 3상 Z-소스 인버터의 입력전압과 Z-임피던스 망의 커패시터 인가전압을 검출하여 제어하는 방식이다. 검출된 두 전압을 이용해 동작중인 시스템의 전압이득 및 변조지수를 유도하였다. 제안된방법은 전압 안정화를 위한 전압이득 및 변조지수와의 비교연산을 통해 출력전압을 안정화 시키는 방법으로 PISM을 이용하여 출력 교류 파형 및 제어방법을 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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