본 논문은 스크램블링(Scrambling), 길쌈부호화(Convolutional Encoding), 펑처링(Puncturing), 인터리빙(Interleaving) 등과 같은 연산에 공통적으로 필요한 비트 조작(Bit Manipulation)을 효율적으로 지원하기 위한 비트 조작 연산 가속기를 제안한다. 기존의 DSP는 곱셈 및 가산 연산을 기본으로 연산기가 구성되어 있으며 워드 단위로 동작을 함으로 비트 조작 연산의 경우 비효율적인 연산을 수행할 수밖에 없다. 그러나 제안한 가속기는 비트 조작 연산을 다수의 데이터에 대해 병렬 쉬프트와 XOR 연산, 비트 추출 및 삽입 연산을 효율적으로 수행할 수 있다. 제안한 가속기는 VHDL로 구현 하여 삼성 $0.18\mu m$ 표준 셀 라이브러리를 이용하여 합성하였으며 가속기의 게이트 수는 1,700개에 불과하다. 제안한 가속기를 통해 스크램블링, 길쌈부호화, 인터리빙을 수행시 기존의 DSP에 비해 $40\~80\%$의 연산 사이클의 절감이 가능하였다.
최근 빠른 하드웨어의 구현은 속도의 효율성을 중시하는 환경에서 큰 관심의 대상이 되고 있다. 유한체 연산기는 연산과정이 복잡한 곱셈 연산에 의해 속도가 결정된다. 연산 수행 속도를 빠르게 개선하기 위해 본 논문에서는 하드웨어 구조를 기존의 Mastrovito방법을 이용하여 제안하고자 한다. 삼항기약다항식(trinomial) p($\chi$)=$\chi$$^{m}$ +$\chi$$^n$+1를 이용하여 제안하는 곱셈기의 시간 복잡도를 기존의 복잡도 T$_{A}$+( (m-2)/(m-n) +1+ log$_2$(m) ) T$_{x}$에서 T$_{A}$+(1+ log$_2$(m-1)+ n/2 ) T$_{x}$으로 감소시킨다. 그러나 공간 복잡도를 살펴보면 AND 게이트 수가 기존의 복잡도와 m$^2$으로 같지만, XOR 게이트의 수는 기존 복잡도인 m$^2$-1에서 m$^2$+(n$^2$-3n)/2으로 기약다항식의 중간항 차수인 n에 따라 약간 증가된다. 기약다항식의 최고차 항을 표준에서 권장하는 차수와 그에 준하는 다항식의 차수에 대해 XOR 공간 복잡도가 평균적으로 1.18% 증가하는 데 비해, 시간 복잡도는 평균적으로 9.036% 정도 감소한다.
모바일 기기의 성능 향상과 모바일 인터넷 서비스의 성장으로 모바일 쿠폰 시장은 사용자들에게 중요한 시장으로 자리잡고 있다. 모바일 쿠폰은 사용자에게 이동성을 제공해주고 발급자에게 발급의 편리성도 제공해줄 수 있다. 본 논문에서는 해쉬 함수와 XOR 연산과 같이 간단한 암호학적인 기법을 적용하여 모바일에서 효율적으로 수행할 수 있는 모바일 쿠폰시스템에 대하여 제안한다. 제안하는 시스템은 사용자가 모바일 쿠폰의 횟수를 선택하고 발급자는 이중 사용을 방지할 수 있다. 사용자는 모바일 기기에서 프로토콜 수행시 지수연산과 암호화 또는 복호화연산과 같은 복잡한 연산을 수행하지 않아도 된다. 제안한 스킴은 payword의 해쉬 체인을 이용하여 사용자의 이중 사용을 방지하였다.
본 논문에서는 다항식에 기초하여 유한체상의 P=2인 경우의 효율적인 곱셈기를 구성하는 방법을 제안하였다. 제안한 곱셈기 회로는 다항식의 연산부와 mod F(${\alpha}$) 연산부, 모듈러 연산부로 구성된다. 또한, 이들 각 연산부는 모듈 구조를 가지므로 m의 확장에 따른 회로 구성이 용이하며 회로 구성에 사용한 소자는 AND 게이트와 XOR 게이트만으로 구성하여 정규성, 확장성이 용이하며 이를 기반으로 VLSI화에 적합하다. 제안한 곱셈기는 기존의 곱셈기에 비해 좀 더 콤펙트, 규칙적, 정규성과 확장성이 용이하며 최근의 IoT 환경에서의 여러 분야에 적용 및 응용이 가능할 것이다.
본 논문은 재전송 모드가 지원되는 broadcasting에 알맞은 효율적인 코딩 기법을 제안한다. 구체적으로는, 사용자에 따른 ACK/NACK의 통계적인 패턴 및 index coding을 활용하여 사용자들의 feedback에 따라 적응적으로 packet들을 XOR 연산을 통하여 전송하고, 각 사용자는 이미 성공적으로 받은 packet 정보들을 활용하여 XOR 연산을 통하여 제대로 수신 받지 않은 packet들을 디코딩하게 된다. 이를 통해, index coding을 하지 broadcasting과 견주어 두드러지게 전체 평균 전송 횟수를 줄일 수 있음을 보였다. 제안한 broadcast 기법은 특히 delay tolerant한 데이터 서비스에 효과적으로 적용하여 이용될 수 있음을 전체 송신 packet 평균 전송 횟수 비교를 통해 보였다.
2006년에 공개키 연산 대신 XOR 연산과 해쉬함수만을 사용하는 스마트카드를 이용하는 3자 참여 인증된 키 교환 프로토콜이 제안되었다. 최근에는 개인프라이버시에 대한 관심이 높아지며 사용자 익명성을 보호하기 위한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 2006년 제안된 3자 참여 인증된 키 교환 프로토콜이 사용자 익명성을 제공하지 못하며 잘못된 입력값 감지가 늦다는 문제점을 제기하고, 이러한 문제점을 해결하기 위해서 스마트카드 기반 3자 참여 키 교환 프로토콜을 제안하였다.
4-2 압축기는 곱셈기의 부분 곱 합 트리(partial product summation tree)의 기본적인 구성요소이다. 본 논문은 고속 연산이 가능한 4-2 압축기의 구조를 제안한다. 제안한 구조는 최적화된 XOR-XNOR와 MUX로 구성된다 이 구조는 기존의 구조에 비해 신호 전달시간이 감소하여 고속 연산이 가능한 장점을 갖는다.
RFID 기술은 공급망 관리를 위한 산업에 광범위하게 채택되어 사용되고 있다. 제품이 생산될 때 각 제품에 RFID 태그가 부착되며, 공장, 배급자, 소매상 및 소비자 사이에서의 공급망 관리를 위해 제품의 소유권 이전이 주의 있게 처리되어야 한다. 이와 같이 RFID 기술을 사용하여 각 제품을 식별하고 제품의 공급과정을 효율적으로 처리하기 위해 안전하고 효율적인 RFID 소유권 이전 프로토콜이 중요한 이슈이다. 이미 많은 소유권 이전 프로토콜이 제안되었다. 이들 프로토콜들은 보안 상의 문제를 가지고 있으며, 대부분의 프로토콜은 암호화 연산 및 해시함수 같은 복잡한 연산을 사용한다. Lo 등은 간단한 연산들(시프트, 덧셈, XOR 연산 및 난수 생성)을 사용한 프로토콜을 제시하였다[1]. 하지만, 이 프로토콜은 태그와 새 소유주가 공유하는 비밀키를 공격자가 획득할 수 있는 문제점과 Fraud 공격에 취약하다[2]. 본 논문에서는 Lo 등이 제시한 프로토콜을 수정하여 간단한 연산들(시프트, 덧셈 연산 및 난수 생성)을 사용하여 보안 공격에 안전한 새로운 프로토콜을 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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