• 제목/요약/키워드: Random number generation

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임베디드 시스템에 적합한 듀얼 모드 의사 난수 생성 확장 모듈의 설계 (Dual-mode Pseudorandom Number Generator Extension for Embedded System)

  • 이석한;허원;이용석
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제46권8호
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    • pp.95-101
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    • 2009
  • 난수 생성 함수는 소프트웨어를 사용한 시뮬레이션 테스트나 통신 프로토콜 검증 등 수많은 어플리케이션에 사용되어진다. 이런 상황에서 난수의 randomness는 사용 어플리케이션에 따라서 다르게 필요할 수 있다. 반드시 randomness가 보장된 랜덤 함수를 통한 고품질의 난수를 생성해야 할 때가 있고, 단지 난수와 비슷한 형태를 가진, randomness가 보장되지 않은 난수가 필요할 때도 있다. 본 논문에서는 고속으로 동작하는 임베디드 시스템을 위한 듀얼 모드로 동작하는 하드웨어 난수 생성기를 제안하였다. 모드 1 에서는 높은 randomness를 가지는 난수를 6사이클마다 한 번씩 생성하게 되며, 모드 2 에서는 낮은 randomness를 가지는 난수를 매 사이클마다 생성할 수 있다. 테스트를 위해, ASIP(Application Specific Instruction set Processor)를 설계하였으며, 각 모드에 맞는 명령어 세트를 설계하였다. ASIP은 LISA언어를 사용하여, 5 stage MIPS architecture를 기반으로 설계되었고, CoWare 사의 Processor Generator를 통해서 HDL코드를 생성하였으며, HDL 모델은 동부 0.18um 공정으로 Synopsys사의 Design Compiler를 통해서 합성되었다. 설계되어진 ASIP으로 난수를 생성한 결과, 하드웨어 모듈을 추가하기 전에 비해 2.0%의 면적 증가 및 239%의 성능 향상을 보였다.

양자 특성 기반 칩을 활용한 엔트로피 소스 모델 수립 방법에 관한 연구 (A Study on the Establishment of Entropy Source Model Using Quantum Characteristic-Based Chips)

  • 김대형;김주빈;지동화
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2021년도 추계학술대회
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    • pp.140-142
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    • 2021
  • 5세대 이후의 이동통신 기술은 초고속, 초연결, 초저지연 등을 요구하고 있다. 이 중, 안전한 초연결의 기술적 요구사항을 만족하기 위해서는 IoT 서비스의 말단에 해당하는 저사양 IoT 기기들도 고사양 서버와 동일한 수준의 보안 기능을 제공할 수 있어야 한다. 이러한 보안 기능을 수행하기 위하여 암호 알고리즘에서 필요한 정도의 안전성을 가진 암호키들이 요구되고, 암호키는 보통 암호학적 난수 발생기로부터 생성된다. 이때 난수 생성을 위해서는 좋은 잡음원들이 필요한데, 저사양 기기 환경 특성상 충분한 잡음원을 확보하기 어렵기 때문에 TRNG와 같은 하드웨어 난수 발생기를 사용한다. 이 논문에서는 방사성 동위원소의 붕괴를 예측할 수 없다는 양자의 특성을 기반으로 한 칩을 사용하였으며, 이 칩이 출력하는 신호를 기반으로 이진 비트열 형태의 엔트로피 소스를 얻는 여러 방법(TRNG)을 제시하였다. 또한, 각각의 TRNG에서 출력된 값의 엔트로피에 대해 NIST SP 800-90B 테스트를 이용하여 각 방법에 대한 엔트로피 양을 비교하였다.

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RAPD에 의한 층층나무의 유전적 다양성과 집단구조 (Genetic Diversity and Population Structure of Comus controversa Hemsley Using RAPD)

  • 문성기;허만규
    • 생명과학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.175-179
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    • 2008
  • Cornus controversa is a long-lived woody species mostly distributed in East Asia. Random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers were used to investigate the genetic diversity and population structure of Korean populations of this species. A high level of genetic variation was found in seven populations of C. controversa. The mean genetic diversity (H) was 0.222 across populations, varying from 0.200 to 0.238. Eighty of the 93 loci (86.0%) showed detectable polymorphism in at least one population. Total genetic diversity values ($H_T$) varied between 0.192 and 0.231, giving an average overall polymorphic loci of 0.212. The interlocus variation of genetic diversity within populations ($H_S$) was high (0.167). Mean of genetic diversity in C. controversa was higher than average values for species with similar life history traits. The sexual reproduction, perennial habitat, and longevity are proposed as possible factors contributing to high genetic diversity. On a per locus basis, the proportion of total genetic variation due to differences among populations ($G_{ST}$) ranged from 0.169 to 0.278 with a mean of 0.216, indicating that about 21.6% of the total genetic variation was among populations. An indirect estimate of the number of migrants per generation (Nm=1.893) indicated that gene flow was extensive among Korean populations of C. controversa.

Development of Pareto strategy multi-objective function method for the optimum design of ship structures

  • Na, Seung-Soo;Karr, Dale G.
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제8권6호
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    • pp.602-614
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    • 2016
  • It is necessary to develop an efficient optimization technique to perform optimum designs which have given design spaces, discrete design values and several design goals. As optimization techniques, direct search method and stochastic search method are widely used in designing of ship structures. The merit of the direct search method is to search the optimum points rapidly by considering the search direction, step size and convergence limit. And the merit of the stochastic search method is to obtain the global optimum points well by spreading points randomly entire the design spaces. In this paper, Pareto Strategy (PS) multi-objective function method is developed by considering the search direction based on Pareto optimal points, the step size, the convergence limit and the random number generation. The success points between just before and current Pareto optimal points are considered. PS method can also apply to the single objective function problems, and can consider the discrete design variables such as plate thickness, longitudinal space, web height and web space. The optimum design results are compared with existing Random Search (RS) multi-objective function method and Evolutionary Strategy (ES) multi-objective function method by performing the optimum designs of double bottom structure and double hull tanker which have discrete design values. Its superiority and effectiveness are shown by comparing the optimum results with those of RS method and ES method.

VM의 자동 변수 생성 방식 기반 모바일 지급결제 시스템 (A Mobile Payment System Based-on an Automatic Random-Number Generation in the Virtual Machine)

  • 강경석;민상원;심상범
    • 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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    • 제12권6호
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    • pp.367-378
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    • 2006
  • 이동전화가 전자상거래와 온라인 뱅킹의 새로운 수단으로 등장하고 있다. 모바일 기기를 통한 모바일 지급결제는 인터넷 결제나 소액결제 등에서 대중적으로 이용되며 새로운 결제수단으로 각광받고 있다. 하지만 현재의 모바일 지급결제는 소액에 치중하고 있으며 안전하고 표준화된 기술의 미비 등의 문제가 해결해 되어야할 과제로 떠오르고 있다. 본 논문에서는 현재 모바일 지급결제 서비스의 정의와 유형을 알아보고 모바일 지급결제 서비스에서의 인증의 의미와 각 지급결제 서비스의 인증방식에 대해 살펴보았다. 또한 각 인증방식들에서의 사고유형과 그 원인 그리고 그에 따른 대책을 알아보고, 현시점에서 그 대책이 실제 적용되기까지의 긴 시간동안 기존 설비나 휴대폰의 하드웨어를 추가 또는 변형하지 않는 범위 안에서 실현 가능한 새로운 인증절차를 제안하였다. 본 논문이 제안한 인증기법은 휴대폰의 VM을 이용한 결제로서 기존 SMS로 전달된 난수를 입력하는 방식의 문제점으로 지적되는 전달 내용에 대한 타인의 도용 위험성을 줄이기 위해 사용자가 직접 본인의 휴대폰에서 결제용 VM을 구동 난수를 확인하여 난수를 사이트에 입력하는 방식을 사용한다. VM 다운로드 후 처음 사용시 다운받은 VM의 S/N을 서버에 등록하여 VM을 구동할 때마다 S/N과 휴대폰 번호를 매칭한 후 난수를 부여하여 기존 휴대폰 통합 과금 서비스에서는 하기 어려운 점이었던 등록된 폰 이외의 불법 복제된 폰의 결제를 막을 수 있게 하였다. 또 난수 발급시 사용되는 매개체를 SMS발송에서 47 byte 패킷통신으로 대체하여 난수를 발급할 때 소요되는 시간을 대폭 줄이고 결제할 때 소요되는 비용을 기존의 1/3로 절감 하였다.

GF(2p) 위에서의 LFSR과 CA를 이용한 shrunken 수열의 분석 (Analysis of Shrunken Sequences using LFSR and CA on GF(2p))

  • 최언숙;조성진;김진경
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제5권4호
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    • pp.418-424
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    • 2010
  • 최대 주기를 갖는 의사 난수열을 생성하기 위하여 다양한 방법들이 시도되어왔다. Sabater 등은 shrinking 생성기(Shrinking Generator, 이하 SG)에 의해 생성되는 shrunken 수열을 셀룰라 오토마타(Cellular Automata, 이하 CA)를 이용하여 분석하였다. 본 논문에서는 기존의 SG를 변형한 LFSR(Linear Feedback Shift Register)을 제어 레지스터로 사용하고 CA를 생성 레지스터로 사용하는 새로운 shrinking 생성기(LFSR and CA based Shrinking Generator, 이하 LCSG)를 제안한다. 제안된 LCSG에 의하여 생성된 shrunken 수열은 기존의 shrunken 수열보다 더욱 긴 주기를 가지고 선형복잡도가 크다. 그리고 이 LCSG를 이용하여 생성된 수열을 분석한다.

독립성분 분석과 신전달 모델을 이용한 근육의 미세한 힘의 추정에 관한 연구 (A Study on the Low Force Estimation of Skeletal Muscle by using ICA and Neuro-transmission Model)

  • 유세근;염두호;이호용;김성환
    • 전기학회논문지
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    • 제56권3호
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    • pp.632-640
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    • 2007
  • The low force estimation method of skeletal muscle was proposed by using ICA(independent component analysis) and neuro-transmission model. An EMG decomposition is the procedure by which the signal is classified into its constituent MUAP(motor unit action potential). The force index of electromyography was due to the generation of MUAP. To estimate low force, current analysis technique, such as RMS(root mean square) and MAV(mean absolute value), have not been shown to provide direct measures of the number and timing of motoneurons firing or their firing frequencies, but are used due to lack of other options. In this paper, the method based on ICA and chemical signal transmission mechanism from neuron to muscle was proposed. The force generation model consists of two linear, first-order low pass filters separated by a static non-linearity. The model takes a modulated IPI(inter pulse interval) as input and produces isometric force as output. Both the step and random train were applied to the neuro-transmission model. As a results, the ICA has shown remarkable enhancement by finding a hidden MAUP from the original superimposed EMG signal and estimating accurate IPI. And the proposed estimation technique shows good agreements with the low force measured comparing with RMS and MAV method to the input patterns.

Clark 모형 기반 홍수유출 앙상블 멤버 생성기법 개발 (Development of Flood Discharge Ensemble Member Generation Method Based on the Clark Model)

  • 윤성현;구정모;강민석;김길도;유철상
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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    • pp.550-550
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    • 2016
  • 본 연구에서는 Clark 모형을 기반으로 한 홍수유출 앙상블 멤버 생성기법을 개발하였다. Clark 모형의 매개변수인 집중시간과 저류상수는 불확실성을 가진다. 본 연구에서는 집중시간과 저류상수가 가지고 있는 불확실성을 해결하기 위하여 적절한 확률분포를 선정하였다. 집중시간에 적절한 확률분포는 집중시간이 가지고 있는 특성과 확률분포가 가지고 있는 특성을 비교 및 분석하여 선정하였다. 선정된 확률분포는 감마분포와 대수정규분포이다. 저류상수에 적절한 확률분포는 저류 상수와 집중시간의 관계를 분석하여 선정하였다. 선정된 확률분포는 집중시간에서 선정한 확률분포와 동일하다. 본 연구에서는 이지호 등(2013)의 연구에서 집중시간과 저류상수 사이에 뚜렷한 관계를 확인하고 이에 적합한 이변량 확률분포를 선정하였다. 선정된 이변량 확률분포는 이변량 감마분포와 이변량 대수정규분포이다. 이변량 감마분포는 집중시간과 저류상수에 적용 가능한 Smith, Adelfang and Tubb's(SAT) 이변량 감마분포를 선정하였다. SAT 이변량 감마분포와 이변량 대수정규분포의 적합도 검정방법은 K-S 검정을 이용하였다. 본 연구에서는 SAT 이변량 감마분포와 이변량 대수정규분포로 Random Number Generation 실시하였다. 생성된 집중시간과 저류상수의 앙상블 멤버는 Clark 모형을 이용하여 홍수유출 앙상블 멤버를 생성한다. 제안된 홍수유출 앙상블 멤버 생성기법은 방림 유역을 대상 검토하였다.

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Modelling of Differentiated Bandwidth Requests in IEEE 802.16m Systems

  • Yoon, Kang Jin;Kim, Ronny Yongho;Kim, Young Yong
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제7권4호
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    • pp.726-747
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    • 2013
  • In order to support a large number of mobile stations (MSs) with statistical multiplexing in cellular networks, a random access scheme is widely used for uplink (UL) bandwidth request (BR). In the design of a random access based BR scheme, there are two important requirements: short connection delay and diverse Quality of Services (QoSs) support. Such requirements are crucial for IMT-Advanced systems like IEEE 802.16m to provide various types of fourth generation (4G) data services. IEEE 802.16m provides advanced UL BR schemes for non-real time polling service (nrtPS) and best-effort (BE) service to meet the requirements of short connection time and multiple QoS level support. In order to provide short connection time and multiple QoS support, three-step and differentiated BR procedures are adopted. In this paper, a novel modelling of IEEE 802.16m contention based BR scheme is proposed that uses a 2-dimensional discrete time Markov chain. Both the short access delay three-step BR procedures and normal five-step BR procedure are considered in the model. Our proposed model also incorporates the IEEE 802.16m differentiated BR procedure. With the proposed model, we extensively evaluate the performance of IEEE 802.16m BR for two different service classes by changing QoS parameters, such as backoff window size and BR timer. Computer simulations are performed to corroborate the accuracy of the proposed model for various operation scenarios. With the proposed model, accurate QoS parameter values can be derived for the IEEE 802.16m contention-based BR scheme.

신뢰성 향상을 위한 듀얼 안티퓨즈 OTP 메모리 채택 D-PUF 회로 (PUF Logic Employing Dual Anti-fuse OTP Memory for High Reliability)

  • 김승열;이제훈
    • 융합보안논문지
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    • 제15권3_1호
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    • pp.99-105
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    • 2015
  • 기존 SRAM 기반 PUF (physical unclonable function)는 난수 생성 및 키교환에 사용된다. SRAM에서 생성된 출력값은 일정하게 유지되어야 하나, 외부 환경에 의해 변화하는 문제가 발생된다. 본 논문은 듀얼 안티퓨즈 OTP (one time programmable) 메모리를 SRAM 기반 PUF에 채택한 새로운 구조의 D-PUF (deterministic PUF) 회로를 제안한다. 제안된 PUF 회로는 SRAM에서 한 번 생성된 출력값을 일정하게 계속 유지시켜 PUF 회로의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 우선, 높은 보안 수준을 갖는 안티퓨즈를 이용하여 OTP 메모리를 구성하였다. SRAM은 크로스 커플 인버터쌍의 미스매치를 이용하여 전원이 들어온 후 초기값을 임의로 생성하고 이를 출력한다. 마스킹된 출력값은 안티퓨즈 OTP ROM(read-only memory)에 난수값으로 프로그램된다. 한번 프로그램된 ROM 값은 되돌려지지도 변화하지도 않는다. 따라서, 제안된 D-PUF 회로는 SRAM의 출력값을 OTP 메모리에 저장시켜 한 번 결정된 PUF 출력값을 계속 유지시킨다. 제안된 D-PUF의 출력은 동작 전압 및 온도 변화 등과 같은 외부 환경 변수에 영향을 받지 않아 신뢰성이 향상된다. 따라서, 제안된 D-PUF는 강력한 오류 정정 코드없이 사용하더라도 안정적인 동작을 수행할 수 있다.