• 한국통신학회논문지
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• 제31권11C호
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• pp.1120-1127
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• 2006

본 논문에서는 타원곡선 암호 시스템(Elliptic Curve Cryptosystem : ECC)을 위한 $GF(2^m)$상의 새로운 워드-레벨 곱셈기를 제안한다. 제안한 곱셈기는 원소표기법으로 가우시안 정규기저(Gaussian Normal Basis: GNB)를 이용하며. [m/w] 클럭 사이클마다 곱셈 연산의 결과를 출력한다. 여기서 w는 워드크기이다. 제안한 워드-레벨 곱셈기를 Xilinx XC2V1000 FPGA칩을 이용하여 구현한 후 기존에 제안된 워드-레벨 곱셈기와 성능을 비교 분석한 결과. 가장 낮은 최대 처리기 지연시간(critical path delay)을 가진다

• 한국통신학회논문지
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• 제31권1C호
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• pp.8-13
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• 2006

A new RS(Reed Solomon) Decoder design method, using Galois Subfield GF($2^4$) Multiplier, is described. The Decoder is designed using Normalized error position stored ROM. Here New Inverse Calculator in GF($2^8$) is designed, which is simpler and faster than the classical GF($2^8$) direct inverse calculator, using the Galois Subfield GF($2^4$) Arithmatic operator.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2004년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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• pp.47-50
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• 2004

In this paper, we implement an Elliptic Curve Cryptosystem(ECC) processor for DTCP. Because DTCP(Digital Transmission Content Protection) uses GF(p), where p is a 160-bit prime integer, we design a scalar multiplier based on GF(p). The scalar multiplier consists of a modular multiplier and an adder. The multiplier uses montgomery algorithm which is implemented with CSA(Carry-save Adder) and CLA(Carry-lookahead Adder). Our new scalar multiplier has been synthesized using Samsung 0.18 um CMOS technology and the maximum operation frequency is estimated 98 MHz, with the size about 65,000 gates. The resulting performance is 29.6 kbps, that is, it takes 5.4 msec to process a 160-bit data frame. We assure that this performance is enough to be used for digital signature, encryption/decryption, and key exchanges in real time environments.

• 전기전자학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.172-180
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• 2004

본 논문에서는 다치 논리회로를 구현하는 방식 중 전압 모드 방식에서 $neuron(\nu)MOS$ Down-literal circuit(DLC)의 다중 문턱전압 성질을 이용하여 유한체 $GF(3^m)$상에서 모든 항의 계수가 존재하는 기약 다항식에 대한 승산 알고리즘(AOTP)을 적용한 병렬 입-출력 모듈 구조의 승산기의 회로를 제안하였다. 3치 입력 신호가 인가되는 승산기는 뉴런모스 DLC를 이용하여 모듈화되고, 모듈에서 변환된 3치 입력 신호를 Pass 게이트를 통해서 선택하는 방식으로 승산 및 가산 게이트를 구현하였다. 설계된 승산기의 회로들은 +3V의 단일 공급 전원에서 $0.35{\mu}m$ N-well double-poly four-metal CMOS 공정의 모델 파라미터를 사용하여 모의실험이 수행되었다. 모의실험 결과를 통하여 승산기는 샘플링 레이트가 3MHz, 소비전력은 $4{\mu}W$, 출력은 ${\pm}0.1V$이내의 전압레벨을 유지하는 것을 알 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제27권6A호
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• pp.555-561
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• 2002

본 논문에서는 GF($2^{m}$)상의 표준기저를 사용한 새로운 형태의 고속병렬 승산회로를 제안하였다. 승산회로의 구성에 앞서, 연산에 필요한 벡터코드들을 생성하는 벡터코드생성모듈(VCGM)을 제안하였다. 이를 통해 연산에 필요한 모든 벡터코드들을 찾을 수 있으며 이들로부터 기저들간의 독립된 모듈러 가산을 취해 승산이 이루어지도록 하였다. 이러한 과정을 수식을 통해 보임으로써, m에 대한 일반화된 회로의 설계가 가능하도록 하였으며, 간단한 형태의 승산회로구성의 예를 GF($2^4$)를 통해 보였다. 본 논문에서 제안된 승산회로는 그 구성이 VCGM, AND 블록, EX-OR 블럭을 통해 이루어짐으로 m에 대한 확장이 용이하며 VLSI에 유리하다. 또한, 회로내부에 메모리 소자를 사용하지 않고, 연산과정 중 소자에 의해 발생하는 지연시간이 적으므로 고속의 연산을 수행할 수 있다. 제안된 회로의 연산동작을 시뮬레이션을 통해 검증하였으며, 참고문헌의 승산기와 그 구성을 비교하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권3C호
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• pp.176-184
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• 2005

본 논문에서는 디지털 컨텐츠 보호를 위해 표준으로 제정된 DTCP(Digital Transmission Contents Protection)용 타원 곡선 암호(ECC) 연산기의 구현에 대해 기술한다. 기존의 시스템이 유한체 GF(2/sup m/)를 사용하는 것과는 달리 DTCP에서는 소수체인 GF(p)에서 타원 곡선을 정의하여 인증 및 키 교환을 위해 ECC 암호 알고리즘을 사용하고 있다. 본 논문에서는 ECC 알고리즘의 핵심 연산인 GF(p) 상에서의 스칼라 곱셈 연산기를 구현하였으며, 이 중 가장 많은 시간과 자원을 필요로 하는 나눗셈 연산을 제거하기 위하여 투영 좌표 변환 방법을 이용하였다. 또한, 효율적인 모듈러 곱셈 연산을 위하여 몽고메리 알고리즘을 이용하였으며, 곱셈기의 처리 속도를 빠르게 하기 위해 CSA(Carry Save Adder)와 4-레벨의 CLA(Carry Lookahead Adder)를 사용하였다. 본 논문에서 설계한 스칼라 곱셈기는 삼성전자 0.18 un CMOS 라이브러리를 이용하여 합성하였을 경우 64,559 게이트의 크기에 최대 98 MHz까지 동작이 가능하며 이 때 데이터 처리속도는 29.6 kbps로 160-blt 프레임당 5.4 ms 걸린다. 본 성능은 실시간 환경에서 DTCP를 위한 디지털 서명, 암호화 및 복호화, 그리고 키 교환 등에 효율적으로 적용될 수 있다.

• ETRI Journal
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• 제35권3호
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• pp.523-529
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• 2013

Subquadratic space complexity multipliers for optimal normal bases (ONBs) have been proposed for practical applications. However, for the Gaussian normal basis (GNB) of type t > 2 as well as the normal basis (NB), there is no known subquadratic space complexity multiplier. In this paper, we propose the first subquadratic space complexity multipliers for the type 4 GNB. The idea is based on the fact that the finite field GF($2^n$) with the type 4 GNB can be embedded into fields with an ONB.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.227-233
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• 2016

Efficient finite field arithmetic is essential for fast implementation of error correcting codes and cryptographic applications. Among the arithmetic operations over finite fields, the multiplication is one of the basic arithmetic operations. Therefore an efficient design of a finite field multiplier is required. In this paper, two new bit-parallel systolic multipliers for $GF(2^m)$ fields defined by AOP(all-one polynomial) have proposed. The proposed multipliers have a little bit greater space complexity but save at least 22% area complexity and 13% area-time (AT) complexity as compared to the existing multipliers using AOP. As compared to related works, we have shown that our multipliers have lower area-time complexity, cell delay, and latency. So, we expect that our multipliers are well suited to VLSI implementation.

• 정보처리학회논문지A
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• 제11A권2호
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• pp.115-122
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• 2004

본 논문에서는 전류모드 CMOS를 사용하여 다치 가산기 및 다치 승산기를 구현하였으며, 먼저 효과적인 집적회로 설계 이용성을 갖는 전류모드 CMOS를 사용하여 3치 T-게이트와 4치 T-게이트를 구현하였다. 구현된 다치 T-게이트를 조합하여 유한체 $GF(3^2)$의 2변수 3치 가산표와 승산표를 실현하는 회로를 구현하였으며, 이들 다치 T-게이트를 사용하여 유한체 $GF(4^2)$의 2변수 4치 가산표와 승산표를 실현하는 회로를 구현하였다. 또한, Spice 시뮬레이션을 통하여 이 회로들에 대한 동자특성을 보였다. 다치 가산기 및 승산기들은 $1.5\mutextrm{m}$ CMOS 표준 기술의 MOSFET 모델 LEVEL 3을 사용하였고, 단위전류는 $15\mutextrm{A}$로 하였으며, 전원전압은 3.3V를 사용하였다. 본 논문에서 구현한 전류모드 CMOS의 3치 가산기와 승산기, 4치 가산기와 승산기는 일정한 회선경로 선택의 규칙성, 간단성, 셀 배열에 의한 모듈성의 이점을 가지며 특히 차수 m이 증가하는 유한체의 두 다항식의 가산 및 승산에서 확장성을 가지므로 VLSI화 실현에 적합한 것으로 생각된다.

• ETRI Journal
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• 제39권4호
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• pp.570-581
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• 2017

Multiplication in finite fields is used in many applications, especially in cryptography. It is a basic and the most computationally intensive operation from among all such operations. Several systolic multipliers are proposed in the literature that offer low hardware complexity or high speed. In this paper, a bit-parallel polynomial basis systolic multiplier for generic irreducible polynomials is proposed based on a modified interleaved multiplication method. The hardware complexity and delay of the proposed multiplier are estimated, and a comparison with the corresponding multipliers available in the literature is presented. Of the corresponding multipliers, the proposed multiplier achieves a reduction in the hardware complexity of up to 20% when compared to the best multiplier for m = 163. The synthesis results of application-specific integrated circuit and field-programmable gate array implementations of the proposed multiplier are also presented. From the synthesis results, it is inferred that the proposed multiplier achieves low power consumption and low area complexitywhen compared to the best of the corresponding multipliers.