• ETRI Journal
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• 제42권4호
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• pp.596-607
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• 2020

Scaling is an important operation because of the iterative nature of arithmetic processes in digital signal processors (DSPs). In residue number system (RNS)-based DSPs, scaling represents a performance bottleneck based on the complexity of intermodulo operations. To design an efficient RNS scaler for special moduli sets, a body of literature has been dedicated to the study of the well-known moduli sets {2ⁿ - 1, 2ⁿ, 2ⁿ + 1} and {2ⁿ, 2ⁿ - 1, 2ⁿ⁺¹ - 1}, and their extension in vertical or horizontal forms. In this study, we propose an efficient programmable RNS scaler for the arithmetic-friendly moduli set {2^n+p, 2ⁿ - 1, 2ⁿ⁺¹ - 1}. The proposed algorithm yields high speed and energy-efficient realization of an RNS programmable scaler based on the effective exploitation of the mixed-radix representation, parallelism, and a hardware sharing technique. Experimental results obtained for a 130 nm CMOS ASIC technology demonstrate the superiority of the proposed programmable scaler compared to the only available and highly effective hybrid programmable scaler for an identical moduli set. The proposed scaler provides 43.28% less power consumption, 33.27% faster execution, and 28.55% more area saving on average compared to the hybrid programmable scaler.

• 전자공학회논문지C
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• 제35C권9호
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• pp.11-20
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• 1998

고속 복소수 연산장치는 채널등화, 동기신호 복원, 변조 및 복조 등 디지탈 통신 시스템의 기저대역 신호처리에 필수적인 기능블록이다. 본 논문에서는 redundant binary (RB) 연산과 radix-4 Booth recoding을 결합한 새로운 복소수 승산 알고리듬을 제안한다. 제안되는 복소수 승산 방법은 실수 승산기를 사용하는 기존의 방법과 비교하여 부분곱의 수를 반으로 감소시키며, 단순화된 병렬구조로 구현되므로 고속 동작 및 저전력 소모를 가능하게 한다. 제안된 알고리듬을 적용하여 10-bit operand를 갖는 prototype 복소수 승산-누적기(complex-number multiplier-accumulator ; CMAC) 코어를 0.8-㎛ N-Well CMOS 공정으로 설계, 제작하였다. 제작된 CMAC 칩은 18,000여개의 트랜지스터로 구성되며, 코어부분의 면적은 약 1.60 × 1.93 ㎟이다. 제작된 칩을 테스트 보드에 실장하여 특성을 평가한 결과, 전원전압 V/sub DD/=3.3-V에서 120-MHz의 속도로 동작함을 확인하였으며, 이때의 전력소모는 약 63-mW로 측정되었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제18권6A호
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• pp.17-25
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• 2008

차분 전력 분석 공격[8]은 암호시스템에 대한 강력한 부채널 공격 방법 중의 하나이며 마스킹 방법[10]은 이러한 차분전력 분석 공격에 대한 알고리즘적인 대응 기법의 하나로 잘 알려져 있다. 그러나 마스킹 방법을 산술 덧셈기와 같은 비선형 함수에 적용하는 것은 쉽지 않다. 본 논문은 이러한 마스킹 방법을 산술 덧셈기에 효율적으로 적용하는 새로운 방법을 제안한다. 이를 위해서 본 논문은 먼저 기본 논리 게이트 (AND, OR, NAND, NOR, XOR, XNOR, NOT)에 마스킹 방법을 적용하는 방법을 먼저 제안하고 이러한 기본 게이트들의 조합으로 산술 덧셈기를 구성함으로써 산술 덧셈기에 적용 가능한 새로운 마스킹 방법을 제시한다. 제안된 방법의 응용으로서 본 논문은 SEED 블록 암호 알고리즘과 SHA-1 해쉬 함수를 차분 전력 분석 공격에 안전하게 구현하는 방법과 그 상세한 하드웨어적인 구현 결과를 제시한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권12호
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• pp.1079-1085
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• 2013

위성 트랜스폰더의 설계에 있어서 위성체의 제한된 전원자원으로 인해 연산 알고리즘의 최소화와 하드웨어 구현에 필요한 연산 및 논리 자원의 최소화가 필수적이다. 아울러 위성의 환경에 따라 다양한 대역폭에 대한 효율적 신호처리가 요구되는데 이러한 조건들은 SDR기반의 디지털 방식 구현에 적합하다. 본 논문에서는 SDR 기반의 위성 트랜스폰더 수신부에서 반송파와 레인징 및 Command 부밴드 신호에 대해 각각의 대역과 데이터율을 가변적으로 선택 할 수 있는 하향 표본화기를 제안하였다. 제안된 하향표본화기는 한 개의 하프밴드 필터로부터 재귀적 연산구조를 통해 다수의 임의의 $2^M$-하향 표본화된 신호를 얻을 수 있으며, 연산량 및 구현에 따르는 논리자원을 최소화 할 수 있다. 또한 재귀적 연산 하드웨어 구현을 위한 알고리즘과 함께 하향표본화에 따르는 대역평탄도 및 에일리어싱을 분석하고 이를 FPGA 실험을 통하여 동작 및 성능을 입증하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.346-351
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• 2013

모바일 시스템에서는 비용 및 전력 효율이 중요하기 때문에 부동소수점 연산기 개발 시 32-비트 데이터 형식대신 24-비트 데이터 형식을 사용하는 것이 좋다. 하지만 24-비트 데이터 형식을 사용할 경우 32-비트 데이터 형식에 비해 연산기의 정확도가 낮아질 수 있다. 3D 그래픽과 같이 연속적인 부동소수점 연산 처리가 많이 요구될 경우 연산기의 정확도에 대한 논의와 검증이 중요하다. 나눗셈은 3D 그래픽에 사용되는 연산 중 OpenGL에서 규정한 정확도를 만족하기 가장 어려운 연산 중 하나이다. 현재까지 OpenGL에서 규정한 정확도를 만족하는 것이 대수적으로 검증된 24-비트 부동소수점 제산기는 알려진 바가 없다. 본 논문에서는 24-비트 부동소수점 제산기를 분석하고, OpenGL ES 3.0에서 규정한 $10^{-5}$의 정확도를 만족함을 대수적으로 검증한다.

• ETRI Journal
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• 제37권1호
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• pp.107-117
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• 2015

This paper presents an energy-efficient (low power) prime-field hyperelliptic curve cryptography (HECC) processor with uniform power draw. The HECC processor performs divisor scalar multiplication on the Jacobian of genus 2 hyperelliptic curves defined over prime fields for arbitrary field and curve parameters. It supports the most frequent case of divisor doubling and addition. The optimized implementation, which is synthesized in a $0.13{\mu}m$ standard CMOS technology, performs an 81-bit divisor multiplication in 503 ms consuming only $6.55{\mu}J$ of energy (average power consumption is $12.76{\mu}W$). In addition, we present a technique to make the power consumption of the HECC processor more uniform and lower the peaks of its power consumption.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.232-235
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• 1999

In this paper, we present a coprocessor that can operate with ARM microprocessors. The coprocessor supports IEEE 754 standard single- and double-precision binary floating point arithmetic operations. The design objective is to achieve minimum-area, low-power and acceleration of processing power of ARM microprocessors. The instruction set is compatible with ARM7500FE. The coprocessor is written in verilog HDL and synthesized by the SYNOPSYS Design Compiler. The gate count is 38,115 and critical path delay is 9.52ns.

• 정보보호학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.739-747
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• 2015

전력분석의 대응기법으로 가장 널리 알려진 마스킹 기법은 암호 알고리즘 수행 도중 비밀 중간 값을 노출시키지 않게 함으로써 공격자가 필요한 정보를 얻지 못하도록 한다. 마스킹 기법은 대칭키 암호 알고리즘에 적용되어 많은 연구가 진행되었다. 국제표준 알고리즘인 SEED 알고리즘에 대해 마스킹 대응기법 연구가 진행되었다. Cho 등이 제안한 Masked SEED 알고리즘은 1차 전력분석에 안전할 뿐만 아니라 Arithmetic to Boolean 변형 함수의 호출을 줄임으로써 효율성까지 만족시켰다. 본 논문에서는 Cho 등이 제안한 Masked SEED에 대한 취약점을 분석하였다. 효율적인 연산을 위해 추가로 수행되는 사전연산에 의해 마스크 값이 노출되고 이를 이용하여 1차 전력분석 공격으로 비밀키를 복원하였다. 우리는 이론적인 측면과 실험적인 측면을 모두 고려하여 취약점을 분석하였으며 제안한 공격기법은 Cho 등이 제안한 알고리즘이 탑재된 모든 디바이스에서 공통적으로 적용될 수 있음을 예상한다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제47권1호
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• pp.159-168
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• 2010

전력 분석 공격의 다양한 대응법들 중 대칭키 암호의 경우, 암/복호화, 키 스케쥴링의 연산 도중 중간 값이 전력 측정에 의해 드러나지 않도록 하는 마스킹 기법이 잘 알려져 있다. 대칭키 암호는 Boolean 연산과 Arithmetic연산이 섞여 있으므로 마스킹 형태 변환이 불가피하다. Messerges에 의해서 일반적인 전력 분석 공격에 안전한 마스킹 형태 변환 알고리즘이 제안되었고 이에 대한 취약성이 보고되었다. 본 논문에서는 Messerges가 제안한 마스킹 형태 변환 알고리즘에 대한 기존 전력 분석 공격이 불가능함을 보이고 새로운 전력 분석 공격 방법을 제안한다. 마스킹 형태 변환 알고리즘에 대하여 강화된 DPA와 CPA 공격 방법을 제시한 뒤 시뮬레이션 결과로써 제안하는 공격 방법으로 실제 분석이 가능함을 확인한다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제6권4호
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• pp.813-825
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• 2014

To maximize electric power production using wave energy extractions from resonance power buoys, the maximum motion displacement spectra of the buoys can primarily be obtained under a given wave condition. In this study, wave spectra observed in shoaling water were formulated. Target resonance frequencies were established from the arithmetic means of modal frequency bands and the peak frequencies. The motion characteristics of the circular cylindrical power buoys with corresponding drafts were then calculated using numerical models without considering PTO damping force. Results showed that the heave motions of the power buoys in shoaling waters with insufficient drafts produced greater amplification effects than those in deep seas with sufficient drafts.