• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제19권7호
• /
• pp.1608-1616
• /
• 2015

128/192/256-비트의 마스터키 길이를 지원하는 경량 블록암호 알고리듬 LEA-128/192/256의 효율적인 하드웨어 설계를 기술한다. 저면적, 저전력 LEA 프로세서 구현을 위해 세 가지 마스터키 길이에 대한 암호/복호 키 스케줄링의 하드웨어 자원이 공유되도록 설계를 최적화하였다. 또한, 키 스케줄러의 병렬 레지스터 구조와 새로운 동작방식을 고안하여 키 스케줄링에 소요되는 클록 수를 감소시켰으며, 이를 통해 암호/복호 동작속도를 20~30% 향상시켰다. 설계된 LEA 프로세서는 FPGA 구현을 통해 하드웨어 동작을 검증하였으며, 113 MHz 클록으로 동작하여 마스터키 길이 128/192/256-비트 모드에서 각각 181/162/109 Mbps의 성능을 갖는 것으로 평가 되었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2021

본 논문은 하드웨어 자원이 제한되는 사물인터넷 시스템의 보안을 위하여 AES 기반의 효율적인 암호화칩 설계를 제안한다. ROM 기반의 S-Box는 메모리를 액세스하는데 많은 메모리 공간이 필요함과 동시에 지연문제가 발생하게 된다. 제안한 방법에서는 저면적/고성능의 암호화 칩 설계를 위해 합성체 기반의 고속 S-Box를 설계하여 보다 빠른 연산결과를 얻도록 한다. 또한, 각 라운드 변환과정 및 키 스케쥴링 과정에서 사용되는 S-Box를 공유하도록 설계하여 보다 높은 처리율 및 적은 지연을 갖도록 한다. 설계된 AES 암호프로세서는 Verilog-HDL를 사용하여 회로동작을 기술하였으며, Xilinx ISE 14.7 툴을 이용하여 논리 합성을 수행하였다. 또한, 설계 검증은 Modelsim 10.3 툴을 이용하였으며, Xilinx XC6VLX75T FPGA 소자를 사용하여 하드웨어 동작을 검증하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2008년도 추계종합학술대회 B
• /
• pp.740-743
• /
• 2008

본 논문에서는 기본 워드를 128비트로 하고 곱셈 결과의 누적기로는 256비트의 레지스터를 사용하는 RSA 프로세서에서, 128 비트 곱셈을 효율적으로 수행하기 위하여 실험을 통하여 최적화한 32비트 $^*$ 32비트 곱셈기에 대한 연구를 수행하였다. $1024{\sim}2048$ 비트까지 재구성이 가능한 고비도 타겟 RSA 프로세서에서는 몽고메리 알고리즘을 효율적으로 처리하기 위하여 전체 키 스트림을 정해진 블록 단위로 처리한다. 본 논문에서 연구한 곱셈기는 128비트 곱셈에 필요한 누적곱셈 (MAC; multiply-and-aCcumultaion)을 효율적으로 구현하는 데 필수적인 연산모듈이 될 수 있다. 구현된 곱셈기는 시뮬레이션을 통하여 검증하였고, 자동 합성한 곱셈기 회로는 기준이 되는 RSA 프로세서의 동작 주파수에서 정상적으로 동작하였다.

• 정보보호학회논문지
• /
• 제12권2호
• /
• pp.53-64
• /
• 2002

This paper describes a design of cryptographic processor that implements the AES (Advanced Encryption Standard) block cipher algorithm, "Rijndael". An iterative looping architecture using a single round block is adopted to minimize the hardware required. To achieve high throughput rate, a sub-pipeline stage is added by dividing the round function into two blocks, resulting that the second half of current round function and the first half of next round function are being simultaneously operated. The round block is implemented using 32-bit data path, so each sub-pipeline stage is executed for four clock cycles. The S-box, which is the dominant element of the round block in terms of required hardware resources, is designed using arithmetic circuit computing multiplicative inverse in GF($2^8$) rather than look-up table method, so that encryption and decryption can share the S-boxes. The round keys are generated by on-the-fly key scheduler. The crypto-processor designed in Verilog-HDL and synthesized using 0.25-$\mu\textrm{m}$ CMOS cell library consists of about 23,000 gates. Simulation results show that the critical path delay is about 8-ns and it can operate up to 120-MHz clock Sequency at 2.5-V supply. The designed core was verified using Xilinx FPGA board and test system.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2022년도 추계학술대회
• /
• pp.101-103
• /
• 2022

타원곡선 암호 (elliptic curve cryptography; ECC)는 효율적인 하드웨어 구현이 가능하면서 높은 보안 강도를 가져 오늘날 IoT 기기나 V2X 통신의 공개키 보안 하드웨어 구현에 폭넓게 사용되고 있다. 그러나 ECC 기반의 공개키 보안 시스템은 부채널 공격 (side channel attacks; SCA)에 대한 일부 보안 취약점을 갖는 것으로 알려지고 있어 ECC 프로세서 설계 시 보안공격에 대한 대응 방법의 적용이 필요하다. 본 논문에서는 부채널 공격 유형과 ECC 프로세서 설계에 적용할 수 있는 부채널 공격 대응 방안에 대해 알아본다.

• ETRI Journal
• /
• 제30권3호
• /
• pp.365-376
• /
• 2008

This paper presents the design and implementation of a hyperelliptic curve cryptography (HECC) coprocessor over affine and projective coordinates, along with measurements of its performance, hardware complexity, and power consumption. We applied several design techniques, including parallelism, pipelining, and loop unrolling, in designing field arithmetic units, group operation units, and scalar multiplication units to improve the performance and power consumption. Our affine and projective coordinate-based HECC processors execute in 0.436 ms and 0.531 ms, respectively, based on the underlying field GF($2^{89}$). These results are about five times faster than those for previous hardware implementations and at least 13 times better in terms of area-time products. Further results suggest that neither case is superior to the other when considering the hardware complexity and performance. The characteristics of our proposed HECC coprocessor show that it is applicable to high-speed network applications as well as resource-constrained environments, such as PDAs, smart cards, and so on.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.38-45
• /
• 2018

ARIA, AES 블록암호와 Whirlpool 해시함수를 단일 하드웨어 구조로 통합하여 효율적으로 구현한 크립토 프로세서에 대해 기술한다. ARIA, AES, Whirlpool의 알고리듬 특성을 기반으로 치환계층과 확산계층의 하드웨어 자원이 공유되도록 설계를 최적화하였다. Whirlpool 해시의 라운드 변환과 라운드 키 확장을 위해 라운드 블록이 시분할 방식으로 동작하도록 설계하였으며, 이를 통해 하드웨어 경량화를 이루었다. ARIA-AES-Whirlpool 통합 크립토 프로세서는 Virtex5 FPGA에 구현하여 하드웨어 동작을 검증하였으며, $0.18{\mu}m$ CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 68,531 GE로 구현되었다. 80 MHz 클록 주파수로 동작하는 경우에, ARIA, AES 블록암호는 각각 602~787 Mbps, 682~930 Mbps, 그리고 Whirpool 해시는 512 Mbps의 성능을 갖는 것으로 예측되었다.

• 정보보호학회논문지
• /
• 제16권5호
• /
• pp.67-77
• /
• 2006

Radio Frequency IDentification (RFID) 시스템은 최근 수많은 산업분야에서 각광받고 있는 근거리 자동 인식 기술이다. 이러한 RFID 시스템에서 전송 데이터에 대한 보안과 프라이버시 보호는 점차 심각한 문제로 인식되고 있으며, 이를 해결하기 위해서는 강도 높은 암호 알고리즘을 이용한 전송 데이터의 암호화가 필수적이다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 RFID 태그에 구현 가능한 초소형 Advanced Encryption Standard (AES) 연산기를 제안한다. 제안하는 연산기는 3,992 게이트 카운트의 작은 크기를 가지면서 암호화와 복호화가 모두 가능하다. 또한 128-비트 한 블록에 대해 암호화를 446 클락 사이클, 복호화를 607 클락 사이클에 처리하므로 기존에 발표된 초소형 AES 연산기들에 비해 각각 55%와 40% 이상 개선된 성능을 가진다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제19권11호
• /
• pp.2291-2302
• /
• 1994

선형이동 knapsack 공개키 암호를 위한 특수 프로세서의 설계를 보였다. 기존의 knapsack 보다 밀도를 높이고 벡터를 선형 이동시켜 비도가 증가된 선형이동 kanpsack 시스템을 위한 구조를 구현하였다. 이 시스템의 성격상 각 경로에 따라 병렬 처리하는 것이 요구되어 이를 위한 파이프 라인식 병력 구조를 제시하여 시스템을 VLSI로 구현 하였다. 또한 전체의 시스템의 성능을 평가하고 다른 시스템과 비교하였다. 시스템 성능은 디멘젼이 100인 경우 550kb/s의 속도로 데이터를 처리할 수 있다. 시스템 성능은 디멘젼이 100인 경우 550kb/s 의 속도로 데이터를 처리할 수 있다. 본 논문에서 제안한 암호와 시스템 구조를 확장하면 고속의 보안이 요구되는 곳에 이 시스템을 연결하여 사용할 수 있다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 2004년도 하계종합학술대회 논문집(2)
• /
• pp.529-532
• /
• 2004

The ECC(Elliptic Curve Cryptogrphics), one of the representative Public Key encryption algorithms, is used in Digital Signature, Encryption, Decryption and Key exchange etc. The key operation of an Elliptic curve cryptosystem is a scalar multiplication, hence the design of a scalar multiplier is the core of this paper. Although an Integer operation is computed in infinite field, the scalar multiplication is computed in finite field through adding points on Elliptic curve. In this paper, we implemented scalar multiplier in Elliptic curve based on the finite field GF($2^{163}$). And we verified it on the Embedded digital system using Xilinx FPGA connected to an EISC MCU. If my design is made as a chip, the performance of scalar multiplier applied to Samsung $0.35 {\mu}m$ Phantom Cell Library is expected to process at the rate of 8kbps and satisfy to make up an encryption processor for the Embedded digital doorphone.