본 논문에서는 LFSR(Linear Feedback Shift Register)과 2D CAT(Two-Dimensional Cellular Automata Transform)를 단계적으로 적용한 영상 암호화 방법을 제안한다. 먼저 LFSR을 이용하여 원 영상의 크기만큼 PN(pseudo noise) 수열을 생성한다. 그런 다음, 생성된 수열을 원 영상과 XOR 연산하여 1단계로 암호화된 영상을 얻는다. 그리고, 게이트웨이 값을 설정하여 2D CAT 기저함수를 생성한다. 생성된 기저함수를 1단계로 암호화된 영상에 곱하여 2D CAT 방법으로 암호화를 한다. 마지막으로, 안정성 분석을 통하여 제안한 방법이 높은 암호화 수준의 성질을 가졌음을 검증한다.
본 논문에서는 LFSR(Linear Feedback Shift Register)과 2D CAT(Two-Dimensional Cellular Automata Transform)를 이용한 영상 암호화법을 제안한다. 먼저 LFSR을 이용하여 원 영상의 크기만큼 PN(pseudo noise) 수열을 생성한다. 그런 다음, 생성된 수열을 원 영상과 XOR 연산하여 원 영상을 변환한다. 그리고, 게이트웨이 값을 설정하여 2D CAT 기저함수를 생성한다. 생성된 기저함수를 변환된 원 영상에 곱하여 2D CAT 영상 암호화를 한다. 마지막으로, 안정성 분석을 통하여 제안한 방법이 높은 암호화 수준의 성질을 가졌음을 검증한다.
패턴생성기로 LFSR(linear feedback shift register)은 기계 자체에 고유의 선형의존성이 있어 패턴을 생성함에 있어 비트의 위치를 이동시켜 수열을 생성하기 때문에 생성되는 패턴들의 상관관계가 높고 따라서 오류 검출률이 낮아지게 된다. 이런 문제점을 해소하기 위하여 scan chain 사이에 XOR 게이트의 조합으로 구성된 페이지 쉬프터를 장착하여 출력 테스트 패턴의 난수성을 높임으로써 LFSR 고유의 선형의존성을 줄이고 오류 검출률을 높이는 연구가 활발히 진행되어 왔다. 본 논문에서는 PRPG(pseudo random pattern generator)로서 특성 다항식을 원시다항식으로 갖는 LFSR을 사용하여 어떤 임의의 두 채널에서 출력되는 이진 수열의 선형 의존성을 줄이기 위한 방법으로 적절한 탭 수를 유지하며 최소의 위상이동차를 보장하는 페이지 쉬프터를 갖는 LFSR 기반의 PRPG를 구성하는 방법을 제안한다. 제안된 알고리즘에 따라 페이지 쉬프터를 구성하면 기존의 방법보다 페이지 쉬프터를 훨씬 빨리 구성 할 수 있는 장점이 있다.
본 논문에서는 GF(2$^{m}$ ) 상에서 효율적인 공간 복잡도를 가진 LFSR(Linear Feedback Shift Register) 구조 기반의 모듈러 곱셈기를 제안한다. 먼저, 공개키 암호화 시스템의 기본 연산인 모듈러 지수승을 위한 지수승 알고리즘을 살펴보고 이를 위한 기본 구조를 제안한다. 특히, 본 논문은 이러한 지수기를 설계하기 위한 기녈 구조로서 효율적인 모듈러 곱셈기를 제안한다. 제안된 구조는 기약다항식으로 모든 계수가 1인 속성의 AOP(All One Polynomial)를 이용하며 구조복잡도 면에서 기존의 구조들보다 훨씬 효율적이다.
Kim과 Fenn등은 LFSR 구조를 이용한 두 가지 구조의 효율적인 모듈러 AB 곱셈기를 구현하였다. 그들의 구조는 기약다항식으로 모든 계수가 1인 속성의 AOP를 이용함으로서 기존의 곱셈기들보다 효율적인 구조복잡도를 가졌다. 본 논문에서는 Kim의 곱셈기보다 효율적인 공간 복잡도를 가진 LFSR(Linear Feedback Shift Register) 구조 기반의 모듈러 $AB^2$ 곱셈기와 모듈러 지수승기를 제안한다. 본 논문에서 제안한 구조도 Kim의 구조에서와 같이 기약다항식으로 AOP를 사용한다. 시뮬레이션 결과 본 논문에서 제안한 $AB^2$ 곱셈기가 구조복잡도 면에서 Kim의 구조보다 XOR와 AND 게이트의 개수를 약 $50\%$ 정도 줄일 수 있었다. 제안한 구조는 공개키 암호화 시스템을 위한 기본구조로 사용될 수 있을 것이다.
본 논문에서는 비주기 자기상관 특성의 중요한 지표가 되는 merit factor의 관점에서 가장 우수한 비주기 자기상관 특성을 갖는 새로운 다중 위상 부호열(polyphase sequence)을 제안한다. 또한, 정수 환(integer residue ring)에서 LFSR(Linear Feedback Shift Register)을 이용한 일반적인 다중 위상 부호열 생성기를 제안하고 제안된 생성기에 기반한 다중 위상 부호열의 선형 복잡도를 분석한다.
본 논문에서는 선형 귀환 쉬프트 레지스터(LFSR)에 의하여 생성되는 수열의 복잡도를 고찰한 후, 이들의 비선형적 결합이 갖는 특성에 대하여 살펴본다. 이 비선형 결합의 구성 단위인 LFSR의 합과 곱을 중심으로 이들이 갖는 이론적인 면을 복잡도 측면에서 고찰한다. We introduce feedback registers and definitions of complexity of a register or a sequence generated by it. In the view point of cryptography the linear complexity of an ultimately periodic sequence is important because large one gives an enemy infeasible jobs. We state some results about the linear complexity of sum and product of two LFSRs.
합산 난수 발생기(Summation Generator)는 LFSR의 출력 수열을 정수 합산하여 키 수열을 발생한다. 이와 유사하게 두개의 FCSR의 출력 수열을 상관관계에 안전한 비트별 논리합(bitwise exclusive-oring)을 이용한 이진 난수열 발생기를 제안하고, 출력된 수열의 암호학적 특성을 살펴본다.
최근 유비쿼터스 컴퓨팅에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며 유비쿼터스 컴퓨팅의 실현을 위한 핵심기술로서 RFID 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 유비쿼터스 환경에서 RFID 시스템이 사용자의 편리함을 가져다 주는 장점이 있는 반면, 이로 인해 사용자의 프라이버시가 침해 당할 수 있는 문제점 또한 가지고 있다. 본 논문에서 사용자 인증 알고리즘은 새로운 해쉬 함수를 사용하고 그리고 메시지 암호화를 위한 스트림 암호기는 LFSR(Linear Feedback Shift Register)을 사용한다.
본 논문에서는 가변 길이의 다중 특성 다항식을 사용하는 IFSR (MP-LFSR)을 사용한 새로운 reseeding 방법을 제안한다. 제안된 reseeding 방법에서 많은 수의 specified bits를 가진 test cube는 높은 차수의 다항식으로 인코딩되고 반면에 적은 수의 specified bit를 가진 test cube는 낮은 차수의 다항식으로 인코딩 된다. 따라서 각 test cube에서 specified bit의 숫자에 따라서 인코딩 되는 data의 크기를 최적으로 줄일 수 있다. 가변 길이의 MP-LFSR은 기존의 MP-LFSR를 간단히 수정하여 구현이 가능하고 인코딩 데이터에 1 비트만을 추가하여 여러 개의 특성 다항식을 제어할 수 있다. 면적이 큰 ISCAS'89 벤치 회로에 대한 실험 결과는 제안된 방법이 비교적 작은 크기의 하드웨어 오버헤드로써 이전의 방법들 보다 좋은 인코딩 효율을 보여준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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