• 정보보호학회논문지
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• 제32권2호
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• pp.163-170
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• 2022

LEA는 2013년 국내에서 개발된 경량 블록암호이다. 본 논문에서는 블록 암호 운용 방식 중 CTR 운용 모드와 CTR 운용 모드를 활용하며 기밀성과 무결성을 제공하는 GCM 운용 모드의 구현을 진행한다. LEA-CTR의 최적화 구현은 CTR 운용 모드의 고정된 Nonce 값의 특성을 활용하여 사전 연산을 통한 연산 생략과 State 고정을 통해 State 간의 이동을 생략한 최적화 구현을 제안한다. 또한 제안 기법을 GCM 운용 모드에 적용 가능함을 보여주며, Galois Field(2¹²⁸) 곱셈 연산을 사용하는 GHASH 함수 구현을 통해 GCM 구현을 진행한다. 결과적으로 32-bit RISC-V상에서 제안하는 기법을 적용한 LEA-CTR의 경우 기존 연구 대비 2%의 성능 향상을 확인하였으며, 추후 다른 연구에서 성능 지표로 사용될 수 있도록 GCM 운용 모드의 성능을 제시한다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제11권2호
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• pp.266-279
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• 2015

In this paper, we propose a novel block cipher mode of operation, which is known as the counter chain (CC) mode. The proposed CC mode integrates the cipher block chaining (CBC) block cipher mode of operation with the counter (CTR) mode in a consistent fashion. In the CC mode, the confidentiality and authenticity of data are assured by the CBC mode, while speed is achieved through the CTR mode. The proposed mode of operation overcomes the parallelization deficiency of the CBC mode and the chaining dependency of the counter mode. Experimental results indicate that the proposed CC mode achieves the encryption speed of the CTR mode, which is exceptionally faster than the encryption speed of the CBC mode. Moreover, our proposed CC mode provides better security over the CBC mode. In summary, the proposed CC block cipher mode of operation takes the advantages of both the Counter mode and the CBC mode, while avoiding their shortcomings.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 추계종합학술대회 B
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• pp.243-246
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• 2008

본 논문에서는 ASR(Arithmetic Shift Register)을 이용한 블록암호 운영모드를 제안한다. ASR이란 $GF(2^n)$상에서 0이 아닌 초기 값 $A_0$에 0 또는 1이 아닌 임의의 수 D를 곱하는 수열로서 산술시프트 레지스트라 부른다. 본 논문에서 제안하는 모드는 d를 곱해가며 출력을 변경하는 ASR 모드와, ASR 모드의 방식을 그대로 따르면서 d값을 변경시켜 안정성을 강화한 Floating ASR 모드이다. ASR의 출력을 카운터로 사용하게 되면 CTR 모드보다 안정성이 높고 속도가 빠른 이점이 있다. 또한, CTR 모드에서 불편한 Random Access가 가능한 장점을 가지고 있으므로, Random Access가 필요한 부분에 넓게 사용될 수 있다.

• 정보보호학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.47-58
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• 2011

인터넷 기술의 발달과 함께 스트리밍 서비스들이 많아지면서 이러한 서비스를 보호하기 위한 기술들이 개발되고 있다. 그 중 AES[1]의 CTR Mode는 OMA DRM, VoIP 그리고 IPTV 등의 스트리밍 서비스에서 정보 전송을 위해 쓰이는 암호화 기술로서, 전송되는 데이터의 암/복호화 병렬처리가 가능하다. 하지만 이러한 스트리밍 서비스를 사용하는 IPTV의 셋탑 박스나 모바일 디바이스는 제한된 연산 능력을 갖기 때문에, 이러한 환경을 고려하여 암호 알고리즘을 최적화하고 효율성을 높이는 것은 중요한 이슈가 된다. 따라서 본 논문에서는 AES-CTR Mode의 구현 로직을 개선하여 알고리즘 연산 속도를 개선하는 기법을 제안한다. 그리고 제한된 성능을 가지는 모바일 디바이스에서 제안한 기법을 구현하여 성능을 검증한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제32권1호
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• pp.1-9
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• 2022

Fixslicing AES는 Bitsliced AES의 선형 계층에서 많은 Cycle이 발생하는 것을 최소화하기 위해 Shiftrows 단계를 생략한 기법으로 Bitsliced 기법 대비 30% 성능 향상을 보여준다. 하지만 생략된 Shiftrows를 보완하기 위해 코드량이 증가되기 때문에 Shiftrows를 절반만 생략한 Semi-Fixsliced와 완전히 생략한 Fully-Fixsliced로 나뉜다. 본 논문에서는 사전 연산 테이블 기법을 활용한 RISC-V 상에서의 Fixslicing AES의 CTR 모드 구현을 제안한다. CTR 모드의 특징을 활용하여 2-라운드 SubBytes 연산까지의 사전 연산을 통해 암호화 과정에서 2-라운드 SubBytes까지 생략한 빠른 암호화가 가능하다. 해당 기법을 활용하여 32-bit RISC-V 상에서 Semi-Fixsliced는 하나의 블록을 암호화하는 비용은 1,345 Cycle이며 기존 대비 7%의 성능 향상, Fully-Fixsliced는 1,283 Cycle 이며 기존 대비 9%의 성능 향상을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.233-241
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• 2018

블록암호 알고리듬 ARIA, AES를 기반으로 GCM (Galois/Counter Mode) 인증암호를 지원하는 암호 프로세서를 경량화 구현하였다. 설계된 암호 프로세서는 블록암호를 위한 128 비트, 256 비트의 두 가지 키 길이와 5가지의 기밀성 운영모드 (ECB, CBC, OFB, CFB, CTR)도 지원한다. 알고리듬 특성을 기반으로 ARIA와 AES를 단일 하드웨어로 통합하여 구현하였으며, CTR 암호연산과 GHASH 연산의 효율적인 동시 처리를 위해 $128{\times}12$ 비트의 부분 병렬 GF (Galois field) 곱셈기를 적용하여 전체적인 성능 최적화를 이루었다. ARIA/AES-GCM 인증암호 프로세서를 FPGA로 구현하여 하드웨어 동작을 확인하였으며, 180 nm CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 60,800 GE로 구현되었다. 최대 동작 주파수 95 MHz에서 키 길이에 따라 AES 블록암호는 1,105 Mbps와 810 Mbps, ARIA 블록암호는 935 Mbps와 715 Mbps, 그리고 GCM 인증암호는 138~184 Mbps의 성능을 갖는 것으로 평가되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권4호
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• pp.1532-1537
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• 2024

Time-of-flight (TOF) PET detectors with fast-rise-time scintillators and fast-single photon time resolution silicon photomultiplier (SiPM) have been developed to improve the coincidence timing resolution (CTR) to sub-100 ps. The CTR can be further improved with an optimal bandwidth and minimized electronic noise in the readout circuit and this helps reduce the distortion of the fast signals generated from the TOF-PET detector. The purpose of this study was to develop an ultra-high frequency and fully-differential (UF-FD) readout circuit that minimizes distortion in the fast signals produced using TOF-PET detectors, and suppresses the impact of the electronic noise generated from the detector and front-end readout circuits. The proposed UF-FD readout circuit is composed of two differential amplifiers (time) and a current feedback operational amplifier (energy). The ultra-high frequency differential (7 GHz) amplifiers can reduce the common ground noise in the fully-differential mode and minimize the distortion in the fast signal. The CTR and energy resolution were measured to evaluate the performance of the UF-FD readout circuit. These results were compared with those obtained from a high-frequency and single ended readout circuit. The experiment results indicated that the UF-FD readout circuit proposed in this study could substantially improve the best achievable CTR of TOF-PET detectors.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.863-869
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• 2008

본 연구에서는 센서 네트워크 보안 메커니즘을 홈네트워크 구조에 적용한 시스템을 설계하고 이를 홈네트워크 미들웨어의 가상망에 구현하였다. 홈네트워크 미들웨어의 기본구조는 lookup 서버가 서비스 노드와 일대일 또는 브로드캐스트 통신 방식의 구조이며, 여기에 요구되는 보안요소는 일대일의 통신인 경우에는 기밀성과 인증, 브로드캐스트일 경우에는 브로드캐스트 인증의 보장이다. 센서 네트워크 보안 기술인 SPINS는 기밀성과 인증을 보장하는 SNEP와 브로드캐스트 인증을 제공하는 ${\mu}TESLA$ 부분으로 구성되는데 이를 홈네트워크 미들웨어의 기본구조에 적용한 시스템을 설계하였다. MAC 생성을 위한 CBC-MAC, 메시지 신선성을 제공하는 CTR, 메시지의 랜덤특성을 보장하여 주는 PRF 방식, 그리고 센서노드에 사용될 암호화 알고리즘으로는 낮은 연산량으로 충분한 보안성을 갖는 RC5를 이용하였다. 구현된 결과는 CTR 모드로 인해 공격자가 키를 습득하더라도 새로운 메시지를 복호화 할 수 없었으며 상호 MAC 교환으로 인해 정당한 사용자로부터 전송되었다는 것을 인증할 수 있었다. 이 구현 결과는 향후 효율적이고 안전한 홈 네트워크 시스템 개발에 응용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.227-228
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• 2015

본 논문에서는 Optocoupler 절연형 오프라인 플라이백 변환기 궤환 단의 직류 바이어스 해석 기법을 제안한다. 직류 바이어스 해석을 통해 목표한 Current Transfer Ratio(CTR)를 얻고 Junction Capacitance($C_j$)를 측정하여 제어기 설계에 적용시켜 안정도 및 성능을 측정하였다. NCP1230, PC817, TL431 IC를 이용하여 플라이백 변환기의 제어회로를 제작하였고, 시뮬레이션을 이용해 직류 바이어스 해석 기법의 타당성을 검증하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.103-107
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• 2007

본 논문에서는 JCCI 2003에 제안된 새로운 인증-암호화 모드 $NAE^{[1]}$에 대한 위조 공격을 제안한다. NAE는 CFB 모드와 CTR 모드를 결합시킨 변형된 형태로, 하나의 기반이 되는 블록암호 키를 가지고 최소한으로 블록암호를 호출하는 인증-암호화 기법이다. 그러나 본 논문에서는 단순 암호문 조작으로 NAE에 대해 유효한 암호문-태그 쌍을 생성할 수 있음을 보인다.