• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.578-580
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• 2017

IoT 기술의 발전으로 IoT 기기들 사이의 통신에 보안이 중요해지고 있으며, 다양한 보안 알고리즘을 사용하고 있다. 많은 대칭 키 알고리즘 중에 AES (Advanced Encryption Standard) 알고리즘은 높은 보안성으로 지금까지 사용하고 있다. 본 논문에서는 효율적인 AES 알고리즘의 하드웨어 구조를 제안한다. 제안하는 하드웨어 구조는 암호화 모듈과 키 생성 모듈에 4단 파이프라인 구조를 적용하여, 높은 처리량과 낮은 지연시간을 가진다. 총 512비트의 일반 텍스트를 46 사이클에 처리가 가능하다. 제안하는 하드웨어 디자인은 65nm 공정에서 1.18GHz의 최대 주파수와 13Gbps의 처리량을 가지며, 180nm 공정에서 800MHz의 최대 주파수와 8.9Gbps의 처리량을 가진다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제42권2호
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• pp.27-36
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• 2005

년 논문에서는 MPEG과 JPEG, H.26X 계열 등의 DCT-기반 영상/비디오 컨텐츠에 효과적인 암호화 방법을 제안하였고, 이를 최적화된 하드웨어로 구현하여 고속동작이 가능하도록 하였다. 영상/비디오의 압축, 복원 및 암호화로 인한 많은 연산량을 고려하여 영상의 중요한 정보(DC 및 DPCM계수)만을 암호화 대상 데이터로 선정하여 부분 암호화를 수행하였다. 그 결과 암호화에 소요되는 비용은 원 영상 전체를 암호화하는 비용이 감소하였다. 여기서 Nf는 GOP내의 프레임수이고 PI는 B와 P 프레임에 존재하는 인트라 매크로블록의 수이다. 암호화 알고리즘으로는 다중모드 AES, DES, 그리고 SEED를 선택적으로 사용할 수 있도록 하였다. 제안한 암호화 방법은 C++로 구현한 소프트웨어와 TM-5를 사용하여 약 1,000개의 영상을 대상으로 실험하였다 그 결과 부분 암호화된 영상으로부터 원 영상을 추측할 수 없어 암호화 효과가 충분함을 확인하였으며, 이 때 암호화에 의한 압축률 감소율은 $1.6\%$에 불과하였다. Verilog-HDL로 구현한 하드웨어 암호화 시스템은 하이닉스 $0.25{\mu}m$ CMOS 팬텀-셀 라이브러리를 사용하여 SynopsysTM의 디자인 컴파일러로 합성함으로써 게이트-수준 회로를 구하였다. 타이밍 시뮬레이션은 CadenceTM의 Verilog-XL을 이용해서 수행한 결과 100MHz 이상의 동자 주파수에서 안정적으로 동작함을 확인하였다. 따라서 제안된 암호화 방법 및 구현된 하드웨어는 현재 중요한 문제로 대두되고 있는 종단간(end-to-end) 보안에 대한 좋은 해결책으로 유용하게 사용될 수 있으리라 기대된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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• pp.401-403
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• 2015

128비트 블록암호 알고리듬 LEA(Lightweight Encryption Algorithm)의 효율적인 하드웨어 설계에 대해 기술한다. 저전력, 저면적 구현을 위해 라운드블록과 키 스케줄러의 암호화와 복호화 연산의 하드웨어 자원이 공유되도록 설계하였다. 키 스케줄러 레지스터의 구조를 개선하여 키 스케줄링에 소요되는 클록 사이클 수를 감소시켰으며, 이를 통해 암호화/복호화 성능을 향상시켰다. 설계된 LEA 프로세서는 FPGA 합성결과, 2,364 슬라이스로 구현되었으며, 113 MHz로 동작하여 128/192/256비트 마스터키 길이에 대해 각각 181/162/109 Mbps의 성능을 갖는 것으로 평가되었다.

• 스마트미디어저널
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• 제4권4호
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• pp.39-46
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• 2015

본 논문은 사물인터넷 보안용 경량 암호 알고리듬 중, '128비트 블록 암호 LEA'의 암호화 블록 하드웨어 구현에 대해 기술한다. 라운드 함수 블록과 키 스케줄 블록은 높은 처리성능을 위하여 병렬회로로 설계되었다. 암호화 블록은 128비트의 비밀키를 지원하며, FSM 방식과 24/n단계(n = 1, 2, 3, 4, 8, 12) 파이프라인 방식으로 설계되었다. LEA-128 암호화 블록을 Verilog-HDL로 모델링하여 FPGA 상에서 구현하고, 합성결과로부터 최소면적 및 최대처리성능을 제시한다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제49권3호
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• pp.74-80
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• 2012

최근 Nakatsu는 전력파형의 정보가 충분하지 못한 환경에서 분석 성능을 향상 시키는 하드웨어 AES(Advanced Encryption Standard)에 대한 다중 라운드 CPA (Correlation Power Analysis, CPA) 분석기법을 제안하였다. 본 논문에서는 하드웨어로 구현된 DES(Data Encryption Algorithm)에 1라운드와 2 라운드를 분석하여 마스터키를 찾아내는 다중 라운드 CPA 분석 방법을 제안한다. 제안된 다중 라운드 CPA 분석 기법은 DPA Contest에서 제공한 하드웨어 DES 암호 알고리즘의 전력파형을 사용하여 시뮬레이션을 하였다. 그 결과 300개의 전력파형의 정보만으로도 마스터키의 모든 정보를 찾을 수 있었다. 또한 단일라운드 CPA 분석 기법보다 다중라운드 CPA 기법이 더 효과적으로 마스터키를 분석하는 것을 검증하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.777-779
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• 2014

LEA(Lightweight Encryption Algorithm)는 2012년 국가보안기술연구소(NSRI)에서 개발한 128비트 고속 경량 블록암호 알고리듬이다. LEA는 128/192/256비트 마스터키를 사용하여 128비트 평문을 128비트 암호문으로, 또는 그 역으로 변환한다. 라운드 변환블록의 암호화 연산과 복호화 연산의 하드웨어 자원이 공유되도록 설계하였으며, 또한 키 스케줄러도 암호화와 복호화의 하드웨어 자원이 공유되도록 설계하여 저전력, 저면적 구현을 실현했다. 설계된 LEA 프로세서는 FPGA 구현을 통해 하드웨어 동작을 검증하였다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제3권4호
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• pp.201-204
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• 2005

Twofish is a 128-bit block cipher that accepts a variable-length key up to 256 bits. The cipher is a 16­round Feistel network with a bijective F function made up of four key-dependent 8-by-8-bit S-boxes, a fixed 4­by-4 maximum distance separable matrix over Galois Field$(GF (2^8)$, a pseudo-Hadamard transform, bitwise rotations, and a carefully designed key schedule. In this paper, the Twofish is modeled in VHDL and simulated. Hardware implementation gives much better performance than software-based approaches.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 추계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.136-139
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• 2000

In this paper, we propose a prime code and a new cryptographic algorithm for encryption and decryption as its application. The characteristics of prime numbers with irregular distribution and uniqueness are used to generate the prime code. Based on the prime code, an encryption algorithm for secret key is presented. Since the algorithm requires simpler operations than existing encryption such as DES, the burden for hardware implementation of the encryption and decryption process is alleviated.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제4권6호
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• pp.1565-1575
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• 1997

DES 암호 알고리즘을 대체 할 수 있는 112 비트의 키 길이를 갖는 EDES라는 새로운 알고리즘이 [1,2]에서 제안 되었다. 평문은 96비트로 입력되며, 이것은 각각 32비트의 3개의 서브 블록으로 분리된다. EDES는 S-box를 8비트에서 16비트로 증가하였으며, 3개의 서브블럭에 있는 f 함수들이 비대칭적으로 수행되기 때문에 differential cryptanalysis 보다 암호 강고가 강하다. 본 논문은 EDES에 대한 하드웨어의 설계와 VLSI로 구현되는 것을 제안한다. 암호화와 복호화는 VLSI의 단일 칩내에서 구현되도록 하였으며, 만약 시스템의 클럭 주파수가 15Mhz이면 약 90Mbit/sec로 암호화 할 수 있다. 그러므로 구현된 칩은 초고속망의 프로토콜에서 온라인으로 데이터를 암호화 하는데 적용될 수 있다.

• 스마트미디어저널
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• 제6권3호
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• pp.9-14
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• 2017

본 논문은 사물인터넷 환경의 초소형 기기에서 사용될 수 있는 경량 블록암호 알고리듬인 LEA의 암호화 및 복호화 블록의 하드웨어 구현에 관한 연구이다. 128비트, 192비트 및 256비트 크기의 모든 비밀키를 수용하고 암 복호화 기능을 통합한 구현을 목표로 하며, 성능향상을 위해 파이프라인 기법을 적용한 설계 결과를 제시한다. 복호화 기능을 실행할 때, 라운드키가 암호화 기능의 역순으로 사용되는데, 이때 발생되는 성능저하를 최소화한 효율적인 하드웨어 구현방법을 제시한다. 비밀키 크기에 따라 라운드 횟수가 24, 28 또는 32회 동작함을 고려하여, LEA 파이프라인은 매 파이프라인 단계에서 4번의 라운드 함수 연산이 수행되도록 구현하였다.