• 전자공학회논문지SC
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• 제41권6호
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• pp.27-35
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• 2004

유한 필드, 즉 Galois 필드는 에러 정정 코드, 디지털 신호처리, 암호법(cryptography)와 같은 광범위한 응용 분야에 사용되고 있다. 이 응용들은 종종 GF(2/sup m/)에서 지수제곱 연산을 필요로 한다. 기존에 제안되었던 방법들은 지수제곱 연산을 반복, 순환적인 곱셈으로 구현하여 계산시간이 많이 걸리거나, 또는 구현 시 하드웨어 구조가 복잡하여 하드웨어 비용이 큰 경우가 많았다. 본 논문에서는 지수제곱 연산을 하는 효과적인 방법을 제안하고 이를 VHDL로 구현하였다. 이 회로는 지수의 각 비트에 해당하는 곱셈 항들을 계산하고 이 들을 곱함으로써 지수제곱 연산을 계산한다. 과거에는 이 알고리즘이 원시 다항식의 근의 지수제곱 연산을 계산하는 데 사용되는 것으로 국한되어 있었으나, 본 논문에서는 이 알고리즘을 GF(2/sup m/)의 임의의 원소의 지수제곱 연산으로 확장하였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제11A권1호
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• pp.1-10
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• 2004

본 논문에서는 유한체 GF$(2^m)$상에서 두 다항식의 승산을 실현하는 병렬-입력 및 병렬-출력을 갖는 셀 배열 병렬 승산기를 제시한다 이 승산기는 승산연산부, 기약다항식연산부. MOD연산부로 구성한다. 승산연산부는 AND 게이트와 XOR 게이트로 설계한 기본 셀의 배열로 이루어지며, 기약다항식연산부는 XOR 게이트와 D 플림플롭회로를 사용하여 구성하며, MOD연산부는 AND 게이트와 XOR 게이트에 의한 기본 셀을 배열하여 구성하였다. 제시한 승산기는 PSpice 시뮬레이션을 통하여 동작특성을 보였으며, 클럭신호의 주기를 l${\mu}\textrm{s}$로 하였다. 제시한 셀 배열 병렬 승산기는 m=4인 경우에 AND 게이트의 수가 24개, XOR 게이트의 수가 32개 필요하며, D 플립플롭회로가 4개 필요하다. 또한, AOP 기약 다항식을 사용하면 AND 게이트와 XOR 게이트의 수가 24개 필요하며 D 플립플롭은 사용되지 않는다. 셀 배열 병렬 승산기의 승산연산부의 동작시간은 1 단위시간(클럭시간)이 소비되고, 기약다항식연산부에 의한 MOD연산부의 동작시간은 m 단위시간(클럭시간)이 소비되어 전체 동작시간은 m+1 단위시간(클럭시간)이 소비된다. 본 논문에서 제시한 셀 병렬 승산기는 회선경로 선택의 규칙성, 간단성, 배열의 모듈성과 병렬동작의 특징을 가지며, 특히 차수 m이 매우 큰 유한체강의 두 다항식의 승산에서 확장성을 갖는다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제2권3호
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• pp.102-109
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• 2001

본 논문에서는 GF($P^{m}$ )상에서의 새로운 승산 알고리듬과 승산기 구성법을 나타내었다. 유한체 상에서의 두 원소에 대한 승산공식을 유도하였고 유도된 수식에 의해 승산기를 구성하였다. 적용예로 GF(3) 승산 모듈과 덧셈 모듈을 전류 모드 CMOS 기법을 적용하여 구현하였다. 이러한 모듈을 기본 모듈로 사용하여 GF(3$^{m}$ )승산기를 설계하였고 SPICE를 통하여 검증하였다. 제시된 승산기는 규칙적인 셀 구조를 사용하였고 단순히 규칙적인 내부 결선으로 구성된다. 따라서, 유한체 상에서 차수가 m 차로 증가하는 승산에 대해서도 간단히 확장이 가능하다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.277-280
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• 2002

This paper analyze the characteristics of three multipliers in finite fields GF(2m) from the point of view of processing time and area complexity. First, we analyze structure of three multipliers; 1) LSB-first systolic array, 2) LFSR structure, and 3) CA structure. To make performance analysis, each multiplier was modeled in VHDL and was synthesized for FPGA implementation. The simulation results show that LFSR structure is best from the point of view of area complexity, and LSB systolic array is best from the point of view of processing time per clock.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권11C호
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• pp.892-897
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• 2008

본 논문에서는 GF$(2^m)$ 상에서 기존의 비트직렬 곱셈기에 비해 짧은 지연 시간을 갖는 새로운 디지트병렬/비트직렬 곱셈기를 제안한다. 제안된 곱셈기는 유한체 GF$(2^m)$의 다항식기저 상에서 동작하며, D 클럭 사이클마다 곱셈의 결과를 출력한다. 여기에서 D는 디지트의 크기이다. 제안된 곱셈기는 기존의 비트직렬 곱셈기 보다는 짧은 지연시간에 곱셈의 결과를 얻을 수 있고, 비트병렬 곱셈기보다는 적은 하드웨어로 구현할 수 있다. 따라서 회로의 복잡도와 지연시간 사이에 적절한 절충을 꾀할 수 있는 장점을 가지고 있다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.11-18
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• 2017

Finite field arithmetic has been extensively used in error correcting codes and cryptography. Low-complexity and high-speed designs for finite field arithmetic are needed to meet the demands of wider bandwidth, better security and higher portability for personal communication device. In particular, cryptosystems in GF($2^m$) usually require computing exponentiation, division, and multiplicative inverse, which are very costly operations. These operations can be performed by computing modular AB multiplications or modular $AB^2$ multiplications. To compute these time-consuming operations, using $AB^2$ multiplications is more efficient than AB multiplications. Thus, there are needs for an efficient $AB^2$ multiplier architecture. In this paper, we propose a low latency Montgomery $AB^2$ multiplier using redundant representation over GF($2^m$). The proposed $AB^2$ multiplier has less space and time complexities compared to related multipliers. As compared to the corresponding existing structures, the proposed $AB^2$ multiplier saves at least 18% area, 50% time, and 59% area-time (AT) complexity. Accordingly, it is well suited for VLSI implementation and can be easily applied as a basic component for computing complex operations over finite field, such as exponentiation, division, and multiplicative inverse.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권10호
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• pp.23-30
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• 2008

최근 페어링 기반의 암호시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 암호시스템의 효율성은 기존의 공개키 암호시스템과 같이 유한체에 의존한다. 페어링 기반의 암호시스템의 경우 주로 GF($3^m$)에서 고려되며 유한체 연산에서 곱셈 연산이 효율성에 가장 큰 영향을 미친다. 본 논문에서는 삼항 기약다항식 기반의 새로운 GF($3^m$) MSD-first Digit-Serial 곱셈기를 제안한다. 제안하는 MSD-first Digit-Serial 곱셈기는 모듈러 감산 연산부를 병렬화하여 공간복잡도는 기존의 결과와 거의 같으나 Critical Path Delay가 기존의 1MUL+(log ${\lceil}n{\rceil}$+1)ADD에서 1MUL+(log ${\lceil}n+1{\rceil}$)ADD으로 감소한다. 따라서 Digit이 $2^k$가 아닌 경우 1번의 덧셈에 대한 시간 지연이 감소한다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제9A권3호
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• pp.281-286
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• 2002

본 논문에서는 유한 필드 GF$(2^m)$상에서 모듈러 곱셈 $A({\times})B$ mod G,({\times})를 수행하는 LSB 우선 디지트 시리얼 시스톨릭 곱셈기를 구현하였다. 구현된 곱셈기는 디지트의 크기를 L로 설정했을 경우 연속적인 입력 데이터에 대해 [m/L] 클럭 사이클 비율로 곱셈의 결과를 출력한다. 본 연구에서 구현된 곱셈기를 기존의 곱셈기와 비교 분석한 결과, 더 간단한 하드웨어 구조를 가지고, 데이터 처리 지연 시간이 감소되었다. 또한 본 연구에서 제안한 구조는 단방향의 신호 흐름 특성을 가지고 있으며, 매우 규칙적이기 때문에 m과 L에 대해 높은 확장성을 가진다.

• 한국통신학회논문지
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• 제27권6C호
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• pp.625-631
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• 2002

본 논문에서는 유한 필드 GF(2")상에서 모듈러 곱셈 A(x)B(x) mod G(x)를 수행하는 MSB 우선 디지트 시리얼곱셈기를 설계하였다. 이를 위하여 GF(2")상에서 MSB 우선 곱셈 알고리즘으로부터 자료 의존 그래프를 구하고, 이를 이용하여 효율적인 디지트 시리얼 시스톨릭 곱셈기를 설계한다. 설계된 곱셈기에 대한 VHDL 코드를 구하고 시뮬레이션을 거친 후 FPGA 로 구현한다. 구현된 곱셈기는 디지트의 크기를 L로 설정했을 경우 연속적인 입력 데이터에 대해 [m/L) 클럭 사이클 비율로 곱셈의 결과를 출력한다. 본 연구에서 구현된 곱셈기를 기존의 곱셈기와 비교 분석한 결과 시간 및 공간 복잡도가 감소되었으며, 간단한 구조로서 데이터 처리 지연시간을 줄일 수 있다. 또한 본 연구에서 제안한 구조는 단 방향의 신호 흐름 특성을 가지고 있으며, 매우 규칙적이기 때문에 m과 L에 대해 높은 확장성을 가진다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.693-700
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• 2016

현재 사용되고 있는 유한체 GF(q)위의 non-supersingular 타원곡선 이산대수문제에 기반한 공개키 암호법의 안전성을 보장하기 위해서는 타원곡선의 위수의 크기와 소인수의 크기를 계산하는 일이 매우 중요하다. 그런데 타원곡선의 위수를 구하는 전통적인 방법인 Schoof 알고리즘은 매우 복잡하여 지금도 개선작업이 진행중이다. 본 논문에서는 복잡한 Schoof 알고리즘을 피하기 위하여, 표수가 2인 유한체의 합성체$GF(2^m)=GF(2^{rs})=GF((2^r)^s)$ 위에서 Weil 정리를 이용하여 타원곡선의 위수를 계산하는 방법을 제안한다. 또한, 그에 따른 알고리즘과 그 알고리즘을 적용한 프로그램을 실행하여 타원곡선 암호법에 사용될 수 있는 효율적인 곡선으로 ${\sharp}E(GF(2^5))=36$일 때의 합성체 $GF(2^5)^{31})$ 위에서 위수에 $10^{40}$ 이상인 소인수를 포함하는 non-supersingular 타원곡선을 찾을 수 있었다.