• 전기전자학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.88-94
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• 2021

현재 사용되고 있는 RSA, ECC와 같은 공개키 암호화 기법은 소인수분해와 같은 현재의 컴퓨터로 계산이 오래 걸리는 수학적 문제를 암호화에 사용했다. 그러나 양자컴퓨터가 상용화된다면 Shor Algorithm에 의해 기존의 암호화 시스템은 쉽게 깨질 수 있다. 그로 인해 Quantum-resistant 한 암호화 알고리즘의 도입이 필요해졌고, 그중 하나로 Lattice-based Cryptography가 제안되고 있다. 이 암호화 알고리즘은 Polynomial Ring에서 연산이 행해지고, 그중 Polynomial Multiplication이 가장 큰 연산 시간을 차지한다. 그러므로 다항식 곱셈 계산을 빠르게 하는 하드웨어 모듈이 필요하고, 그중 Finite Field에서 연산 되는 FFT인 Number Theoretic Transform을 이용해서 다항식 곱셈을 계산하는 8-point NTT-based Polynomial Multiplier 모듈을 설계하고 시뮬레이션했다. HDL을 사용하여 로직검증을 수행하였고, Hspice를 사용하여 트랜지스터 수준에서 제안된 설계가 지연시간과 전력소모에서 얼마나 개선되는지를 비교 분석하였다. 제안된 설계에서 평균 지연속도 30%의 개선과 8% 이상의 전력소모 감소 효과를 볼 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.328-332
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• 2006

정보 보호 응용에 새로운 이슈가 되고 있는 ECC 공개키 암호 알고리즘은 유한체 차원에서의 효율적인 연산처리가 중요하다. 직렬 유한체 곱셈기의 근간은 Mastrovito의 직렬 곱셈기에서 유래한다. 본 논문에서는 polynomial basis 방식을 적용하고 식을 유도하여 Mastrovito의 직렬 유한체 곱셈방식의 3배 성능을 보이는 유한체 곱셈기를 제안하고, HDL로 기술하여 기능을 검증하고 성능을 평가한다. 설계된 3배속 직렬 유한체 곱셈기는 부분합을 생성하는 회로의 추가만으로 기존 직렬 곱셈기의 3배의 성능을 보여주었다. 비도 높은 암호용으로 연구된 유한체 곱셈 연산기는 크게 직렬 유한체 곱셈기, 배열 유한체 곱셈기, 하이브리드 유한체 곱셈기으로 분류되어 왔다. 본 논문에서는 Mastrovito의 곱셈기의 구조를 기본으로 하고, 수식적으로 공통인수를 끌어내어 후처리하는 기법을 유도하여 적용한다. 제안한 방식으로 설계한 새로운 유한체 곱셈기는 HDL로 구현하여 소프트웨어 측면 뿐 아니라 하드웨어 측면에서도 그 기능과 성능을 검증하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.1209-1217
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• 2008

본 논문에서는 $GF(2^m)$ 상에서 표준기저를 사용한 두 다항식의 곱셈을 비트-병렬로 실현하는 새로운 형태의 비트-병렬 곱셈기를 제안하였다. 곱셈기의 구성에 앞서, 피승수 다항식과 기약다항식의 곱셈을 병렬로 수행 한 후 승수 다항식의 한 계수와 비트-병렬로 곱셈하여 결과를 생성하는 VCG를 구성하였다. VCG의 기본 셀은 2개의 AND 게이트와 2개의 XOR 게이트로 구성되며, 이들로부터 두 다항식의 비트-병렬 곱셈을 수행하여 곱셈 결과를 얻도록 하였다. 이러한 과정을 확장하여 m에 대한 일반화된 회로의 설계를 보였으며, 간단한 형태의 곱셈회로 구성의 예를 $GF(2^4)$를 통해 보였다. 또한 제시한 곱셈기는 PSpice 시뮬레이션을 통하여 동작특성을 보였다. 본 논문에서 제안한 곱셈기는 VCG의 기본 셀을 반복적으로 연결하여 구성하므로, 차수 m이 매우 큰 유한체상의 두 다항식의 곱셈에서 확장이 용이하며, VLSI에 적합하다.

• 대한수학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.279-284
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• 2008

In this paper, we present the constrained Jacobi polynomial which is equal to the constrained Chebyshev polynomial up to constant multiplication. For degree n=4, 5, we find the constrained Jacobi polynomial, and for $n{\geq}6$, we present the normalized constrained Jacobi polynomial which is similar to the constrained Chebyshev polynomial.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권5호
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• pp.2680-2700
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• 2017

Finite field arithmetic over GF($2^m$) is used in a variety of applications such as cryptography, coding theory, computer algebra. It is mainly used in various cryptographic algorithms such as the Elliptic Curve Cryptography (ECC), Advanced Encryption Standard (AES), Twofish etc. The multiplication in a finite field is considered as highly complex and resource consuming operation in such applications. Many algorithms and architectures are proposed in the literature to obtain efficient multiplication operation in both hardware and software. In this paper, a modified serial multiplication algorithm with interleaved modular reduction is proposed, which allows for an efficient realization of a sequential polynomial basis multiplier. The proposed sequential multiplier supports multiplication of any two arbitrary finite field elements over GF($2^m$) for generic irreducible polynomials, therefore made versatile. Estimation of area and time complexities of the proposed sequential multiplier is performed and comparison with existing sequential multipliers is presented. The proposed sequential multiplier achieves 50% reduction in area-delay product over the best of existing sequential multipliers for m = 163, indicating an efficient design in terms of both area and delay. The Application Specific Integrated Circuit (ASIC) and the Field Programmable Gate Array (FPGA) implementation results indicate a significantly less power-delay and area-delay products of the proposed sequential multiplier over existing multipliers.

• ETRI Journal
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• 제26권3호
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• pp.241-251
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• 2004

We propose two improved scalar multiplication methods on elliptic curves over $F_{{q}^{n}}$ $q= 2^{m}$ using Frobenius expansion. The scalar multiplication of elliptic curves defined over subfield $F_q$ can be sped up by Frobenius expansion. Previous methods are restricted to the case of a small m. However, when m is small, it is hard to find curves having good cryptographic properties. Our methods are suitable for curves defined over medium-sized fields, that is, $10{\leq}m{\leq}20$. These methods are variants of the conventional multiple-base binary (MBB) method combined with the window method. One of our methods is for a polynomial basis representation with software implementation, and the other is for a normal basis representation with hardware implementation. Our software experiment shows that it is about 10% faster than the MBB method, which also uses Frobenius expansion, and about 20% faster than the Montgomery method, which is the fastest general method in polynomial basis implementation.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.628-636
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• 2010

본 논문에서는 GF($2^m$)상의 표준기저를 사용한 새로운 형태의 VCG에 의한 고속병렬 승산회로를 제안하였다. 승산기의 구성에 앞서, 피승수 다항식과 기약다항식의 승산을 병렬로 수행하는 벡터 코드 생성기(VCG) 기본 셀을 설계하였고, VCG 회로와 승수 다항식의 한 계수와 비트-병렬로 승산하여 결과를 생성하는 부분 승산결과 셀(PPC)를 설계하였다. 제안한 승산기는 VCG와 PPC를 연결하여 고속의 병렬 승산을 수행한다. VCG 기본 셀과 PPC는 각각 1개의 AND 게이트와 1개의 XOR 게이트로 구성된다. 이러한 과정을 확장하여 m에 대한 일반화된 회로의 설계를 보였으며, 간단한 형태의 승산회로 구성의 예를 GF($2^4$)를 통해 보였다. 또한 제시한 승산기는 PSpice 시뮬레이션을 통하여 동작특성을 보였다. 본 논문에서 제안한 승산기는 VCG와 PPC을 반복적으로 연결하여 구성하므로, 차수 m이 매우 큰 유한체상의 두 다항식의 곱셈에서 확장이 용이하며, VLSI에 적합하다.

• 대한수학회보
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• 제44권4호
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• pp.683-689
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• 2007

Let $\mathcal{B}$ be a certain Banach space consisting of analytic functions defined on a bounded domain G in the complex plane. Let ${\varphi}$ be an analytic polynomial or a rational function and let $M_{\varphi}$ denote the operator of multiplication by ${\varphi}$. Under certain condition on ${\varphi}$ and G, we characterize the commutant of $M_{\varphi}$ that is the set of all bounded operators T such that $TM_{\varphi}=M_{\varphi}T$. We show that $T=M_{\Psi}$, for some function ${\Psi}$ in $\mathcal{B}$.

• 전자공학회논문지SC
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• 제40권3호
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• pp.145-151
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• 2003

본 논문에서는 고속의 연산동작과 낮은 회로 복잡도를 갖는 새로운 GF(2/sup m/)상의 승산기를 제안한다. 유한체 연산은 다항식 승산과 기약다항식을 적용한 모듈러 연산에 의해 전개되며, 본 논문에서는 이 두 과정을 분리하여 다루었다. 다항식 승산연산은 Permestzi의 기법을 토대로 전개하였고 기약다항식은 AOP로 하였다. 멀티플렉서를 사용하여 GF(2/sup m/)상의 승산회로를 구성하였고, 회로 복잡도와 지연시간을 타 논문과 비교하였다. 제안된 승산기는 낮은 회로 복잡도와 지연시간을 보이며, 회로의 구성이 정규성을 가지므로 VLSI 구현에 적합하다.

• ETRI Journal
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• 제28권6호
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• pp.745-760
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• 2006

In this paper, we particularly deal with no $F_p$-rational two-torsion elliptic curves, where $F_p$ is the prime field of the characteristic p. First we introduce a shift product-based polynomial transform. Then, we show that the parities of (#E - 1)/2 and (#E' - 1)/2 are reciprocal to each other, where #E and #E' are the orders of the two candidate curves obtained at the last step of complex multiplication (CM)-based algorithm. Based on this property, we propose a method to check the parity by using the shift product-based polynomial transform. For a 160 bits prime number as the characteristic, the proposed method carries out the parity check 25 or more times faster than the conventional checking method when 4 divides the characteristic minus 1. Finally, this paper shows that the proposed method can make CM-based algorithm that looks up a table of precomputed class polynomials more than 10 percent faster.