• 정보보호학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.13-23
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• 2001

본 논문에서는 우리 나라 128 비트 블록 암호 알고리즘 표준인 SEED를 하드웨어로 구현하였다. 먼저 하드웨어 구 현 측면에서 SEED를 같은 비밀키 블록 암호 알고리즘으로 AES 최종 후보 알고리즘인 MARS, RC6, RIJNDAEL, SERPENT, TWOFISH와 비교 분석하였다. 동일한 조건하에서 분석한 결과, SEED는 MARS, RC6, TWOFISH보다는 암호 화 속도가 빨랐지만, 가장 빠른 RIJNDAEL보다는 약 5배정도 느렸다. 이에 속도 측면에서 우수한 성능을 가질 수 있는 고속 SEED 구조를 제안한다. SEED는 동일한 연산을 16번 반복 수행하므로 1라운드를 Jl 함수 블록, J2 함수 블록, key mixing 블록을 포함한 J3 함수 블록의 3단계로 나누고, 이를 파이프라인 시켜 더 빠른 처리 속도를 가지도록 하였다. G 함수는 구현의 효율성을 위해 4개의 확장된 4바이트 SS5-box 들의 xor로 처리하였다. 이를 Verilog HDL을 사용하여 ALTERA FPGA로 검증하였으며, 0.5um 삼성 스탠다드 셀 라이 브러리를 사용할 경우 파이프라인이 가능한 ECB 모드의 암호화와 ECB, CBC, CFB 모드의 복호화 시에는 384비트의 평문을 암복호화하는데 총 50클럭이 소요되어 97.1MHz의 클럭에서 745.6Mbps의 성능을 나타내었다. 파이프라인이 불 가능한 CBC, OFB, CFB 모드의 암호화와 OFB 모드의 복호화 시에는 동일 환경에서 258.9Mbps의 성능을 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권11호
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• pp.972-981
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• 2013

미래전의 양상은 네트워크중심전(NCW: Network Centric Warfare)으로 바뀌고 있으며, 다양한 전력 요소가 유무선 네트워크와 상호 유기적인 연결을 통한 첨단 정보통신기술의 활용이 네트워크중심전의 구현에 핵심 요소라고 할 수 있다. 그리고 네트워크중심전에 사용되는 다양한 정보들은 기밀성과 무결성이 우수하면서 신뢰성 있는 실시간 처리만이 빠른 상황판단을 할 수 있고, 이는 전쟁 승리의 핵심이 된다. 본 논문에서는 네트워크중심전 구현에 핵심 기술 중 하나인 암호 알고리즘으로서 128비트 출력 스트림 암호를 개발했다. 개발한 스트림 암호는 AES를 기반으로 변형된 OFB모드를 적용하여 기밀성과 무결성 그리고 하드웨어로 구현하여 실시간처리와 안전성이 우수하다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.237-240
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• 2012

본 논문에서는 국내 표준(KS)으로 제정된 블록암호 알고리듬 ARIA의 하드웨어 구현을 제안한다. 제안된 ARIA 암 복호 코어는 표준에 제시된 세 가지 마스터 키 길이 128/192/256-비트를 모두 지원하도록 설계되었으며, ECB, CBC, CTR, OFB와 같은 4개의 암호 운영모드를 지원한다. 회로의 크기를 줄이기 위해 키 확장 초기화 과정과 암 복호 과정에 사용되는 라운드 함수가 공유되도록 설계를 최적화 하였다. 설계된 ARIA 암 복호 코어를 FPGA로 구현하여 하드웨어 동작을 검증하였으며, 1.07 Gbps@167 MHz의 성능을 갖는 것으로 평가되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.333-337
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• 2006

대칭키 암호 알고리즘들은 전치와 치환의 연속적인 반복 과정이며, 동작방식에 따라 CBC, ECB, CFB, OFB의 네가지 모드가 있다. 또한 이들 알고리즘들에서는 내부적으로 여러 라운드의 연산을 반복적으로 수행해야 최종 암호문이 완성되기 때문에, 많은 연산 시간이 소요된다. 본 논문에서는 블록 암호 알고리즘의 ECB 모드에서 암호 연산을 가속화할 수 있는 파이프라인드 설계 방법을 제시한다. 제안된 방법에서는 여러 라운드의 암호 연산 블록을 파이프라인드 구조로 구성하고 연속적으로 실행하기 때문에 전체 연산 속도를 매우 높일 수 있다. 또한 파이프라인드 구조로 암호칩을 설계한 후 검증한 결과, 수십 배의 성능 향상이 가능하다는 것을 알 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.778-784
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• 2012

대칭형 블록 암호 시스템은 암호화와 복호화 과정에서 동일한 암호키를 사용한다. HIGHT 암호 알고리즘은 2010년 ISO/IEC에서 국제표준으로 승인된 모바일용 64비트 블록 암호기술이다. 본 논문에서는 HIGHT 블록 암호 알고리즘을 Verilog-HDL을 이용하여 설계하였다. ECB, CBC, OFB 및 CTR과 같은 블록 암호용 4개의 암호 운영모드를 지원하고 있다. 고정된 크기의 연속적인 메시지 블록을 암 복호화할 때, 매 34클럭 사이클마다 64비트 메시지 블록을 처리할 수 있다. Xilinx사의 vertex 칩에서 144MHz의 동작 주파수를 가지며, 최대 처리율은 271Mbps이다. 설계된 암호 프로세서는 PDA, 스마트 카드, 인터넷 뱅킹 및 위성 방송 등과 같은 분야의 보안 모듈로 응용이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.2517-2524
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• 2012

국가표준으로 제정된 블록암호 알고리듬 ARIA의 효율적인 하드웨어 구현에 대해 기술한다. 본 논문의 ARIA 암 복호 프로세서는 표준에 제시된 3가지 마스터 키 길이 128/192/256-비트와 ECB, CBC, OFB, CTR의 4가지 운영모드를 지원하도록 설계되었다. 키 확장 초기화 과정과 암 복호 과정에 사용되는 라운드 함수가 공유되도록 설계를 최적화 하였으며, 이를 통해 게이트 수를 약 20% 감소시켰다. 설계된 ARIA 암 복호 프로세서를 FPGA로 구현하여 하드웨어 동작을 검증하였으며, $0.13-{\mu}m$ CMOS 표준셀로 합성한 결과 46,100 게이트로 구현되었다. 레이아웃의 면적은 $684-{\mu}m{\times}684-{\mu}m$ 이며, 200 MHz@1.2V로 동작하여 1.28 Gbps의 성능을 갖는 것으로 평가되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권8A호
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• pp.798-803
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• 2006

다중사용자 다중입출력 시스템에서 채널 적응 기술을 사용하면 시스템의 통신용량을 증가시킬 수 있다. 하지만 이를 위해서는 많은 양의 사용자 채널품질 정보가 송신 단에 되돌림 되어야 한다. 다중사용자 다중입출력 시스템으로 기존에 제안된 per user unitary and rate control(PU2RC)는 사전코딩(preceding) 정보와 그때의 채널품질정보가 요구되며, 스케줄링의 효율이 떨어지는 단점이 있었다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 본 논문에서는 되돌림 정보량 줄이는 새로운 방법을 제안한다. 제안된 기법은 미리 알려진 사전코딩행렬을 사용하고 사용자의 채널상황에 따라 선택적 되돌림(opportunistic feedback) 방법을 사용한다. 모의실험을 통하여 제안된 기법이 기존의 PU2RC 대비 훨씬 적은양의 되돌림 정보량으로 비슷한 통신용량 성능을 보장함을 보인다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.233-241
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• 2018

블록암호 알고리듬 ARIA, AES를 기반으로 GCM (Galois/Counter Mode) 인증암호를 지원하는 암호 프로세서를 경량화 구현하였다. 설계된 암호 프로세서는 블록암호를 위한 128 비트, 256 비트의 두 가지 키 길이와 5가지의 기밀성 운영모드 (ECB, CBC, OFB, CFB, CTR)도 지원한다. 알고리듬 특성을 기반으로 ARIA와 AES를 단일 하드웨어로 통합하여 구현하였으며, CTR 암호연산과 GHASH 연산의 효율적인 동시 처리를 위해 $128{\times}12$ 비트의 부분 병렬 GF (Galois field) 곱셈기를 적용하여 전체적인 성능 최적화를 이루었다. ARIA/AES-GCM 인증암호 프로세서를 FPGA로 구현하여 하드웨어 동작을 확인하였으며, 180 nm CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 60,800 GE로 구현되었다. 최대 동작 주파수 95 MHz에서 키 길이에 따라 AES 블록암호는 1,105 Mbps와 810 Mbps, ARIA 블록암호는 935 Mbps와 715 Mbps, 그리고 GCM 인증암호는 138~184 Mbps의 성능을 갖는 것으로 평가되었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.251-253
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• 2019

마이크로프로세서에 블록암호 크립토 코어를 인터페이스한 보안 SoC (System-on-Chip) 프로토타입 구현에 대해 기술한다. 마이크로프로세서로 Cortex-M0를 사용하였고, ARIA와 AES를 단일 하드웨어에 통합하여 구현한 크립토 코어가 IP로 사용되었다. 통합 ARIA-AES 크립토 코어는 ECB, CBC, CFB, CTR, OFB의 5가지 운영모드와 128-비트, 256-비트의 두 가지 마스터키 길이를 지원한다. 통합 ARIA-AES 크립토 코어를 Cortex-M0의 AHB-light 버스 프로토콜에 맞게 동작하도록 인터페이스 하였으며, 보안 SoC 프로토타입은 BFM 시뮬레이션 검증 후, FPGA 디바이스에 구현하여 하드웨어-소프트웨어 통합검증을 하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.169-172
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• 2000

This paper describes design of cryptographic processor which can execute SEED, DES, and triple DES encryption algorithm. To satisfy flexible architecture and area-efficient structure, the processor has I unrolled loop structure with hardware sharing and can support four standard mode, such as ECB, CBC, CFB, and OFB modes. To reduce overhead of key computation, the precomputation technique is used. Also to eliminate increase of processing time due to data input and output time, background I/O technique is used which data input and output operation execute in parallel with encryption operation of cryptographic processor. The cryptographic processor is designed using 2.5V 0.25 $\mu\textrm{m}$ CMOS technology and consists of about 34.8K gates. Its peak performances is about 250 Mbps under 100 Mhz ECB SEED mode and 125 Mbps under 100 Mhz triple DES mode.