본 논문에서는 AES Rijndael 블록 암호 알고리즘을 구현하는 고속 암호 프로세서를 설계하였다. 기존 Rijndael 알고리즘의 고속 동작을 제약하는 라운드 키 계산에 따른 성능 저하 문제를 제거하기 위해, 연산 라운드 구조를 수정하여 라운드 키 계산 동작을 1 라운드 이전에 온라인 방식으로 처리하는 방식을 사용하였다. 그리고 128, 192, 256 비트 키를 지원하는 모듈화된 라운드 키 생성회로를 설계하였다. 설계된 암호 프로세서는 라운드 당 1 클록을 사용하는 반복 연산 구조를 갖고 있으며, 다양한 응용 분야에 적용하기 위해 기존 ECB, CBC 모드와 함께 AES의 새로운 동작 모드로 고려되고 있는 CTR 모드를 지원한다. Verilog HDL로 모델링된 암호 프로세서는 0.25$\mu\textrm{m}$ CMOS 공정의 표준 셀 라이브러리로 합성한 결과 약 51,000개의 게이트로 구성되며, 시뮬레이션 결과 7.5ns의 최대 지연을 가지고 있어서 2.5V 전압에서 125Mhz의 동작 주파수를 갖는다. 설계된 프로세서는 키 길이가 128 비트인 ECB 모드인 경우 약 1.45Gbps의 암.복호율의 성능을 갖는다.
본 논문에서는 SEED 알고리즘을 구현하는 암호 보조 프로세서를 설계하였다. 속도 와 면적 사이의 상반 관계를 고려하여, 암호 보조 프로세서는 1 라운드 동작을 3개의 부분 라운도로 나누고, 클럭마다 하나의 부분 라운드를 수행하는 구조를 갖는다. 동작속도를 향상시키기 위해서 암호 및 복호 동작의 라운드 키를 온라인 사전 계산 기법을 사용하여 계산하였으며, 다양한 분야에 응용할 수 있도록 4가지 동작 모드를 지원한다. 그리고 데이터의 외부 입출력 동작에 따른 성능 저하 문제를 제거하기 위해, 암호 보조 프로세서의 암.복호 동작과 데이터의 입출력 동작을 병렬로 수행하는 방식을 사용하였다. 설계한 암호 보조 프로세서는 $0.25{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계되었으며, 설계된 회로는 약 29,300개의 게이트로 구성되며, 100 Mhz 동작 주파수와 ECB 동작 모드 조건에서 약 237 Mbps의 암.복호율의 성능을 얻을 수 있었다.
블록 암호알고리즘에 대한 기존의 연산 모드들(ECB 또는 CBC 등)은, 각 블록에 대하여 동일한 키로 암호화를 수행한다. 이것은 침입자가 한번의 암호 요청만을 수행하여 많은 수의 평문/암호문 쌍을 얻을 수 있게 함으로써 차분해독법 등의 공격에는 안전성을 제공하지 않는다. 본 논문에서는 블록 암호 알고리즘을 위한 새로운 모드를 제안하는데, 이 모드에서는 암호화되는 각각의 블록이 서로 다른 키로 암호화되도록 함으로써 블록의 개수가 많아짐에 따라 안전성 면에서 상당한 이득을 얻게 된다. 각 블록을 위한 서로 다른 키를 생성하는 것이 추가 연산을 필요로 하지만, 제안하는 모드를 DES에 적용한 TDK(a mode for DEA with unTraceable Dynamic Keys)의 수행 시간을 pentium과 sun sparc 상에서 측정해 본 결과 ECB 모드와 거의 유사함을 알 수 있었다.
PIPO 경량 블록암호는 ICISC'20에서 발표된 암호이다. 본 논문에서는 32-bit RISC-V 프로세서 상에서 PIPO 경량 블록암호 ECB, CBC, CTR 운용 모드의 단일 블록 최적화 구현과 병렬 최적화 구현을 진행한다. 단일 블록 구현에서는 32-bit 레지스터 상에서 효율적인 8-bit 단위의 Rlayer 함수 구현을 제안한다. 병렬 구현에서는 병렬 구현을 위한 레지스터 내부 정렬을 진행하며, 서로 다른 4개의 블록이 하나의 레지스터 상에서 Rlayer 함수 연산을 진행하기 위한 방법에 대해 설명한다. 또한 CBC 운용모드의 병렬 구현에서는 암호화 과정에 병렬 구현 기법 적용이 어렵기 때문에 복호화 과정에서의 병렬 구현 기법 적용을 제안하며, CTR 운용모드의 병렬 구현에서는 확장된 초기화 벡터를 사용하여 레지스터 내부 정렬 생략 기법을 제안한다. 본 논문에서는 병렬 구현 기법이 여러 블록암호 운용모드에 적용 가능함을 보여준다. 결과적으로 ECB 운용모드에서 키 스케줄 과정을 포함하고 있는 기존 연구 구현의 성능 대비 단일 블록 구현에서는 1.7배, 병렬 구현에서는 1.89배의 성능 향상을 확인하였다.
본 논문은 ISO/IEC 29192-2 경량 암호 표준으로 지정된 초경량 블록암호 알고리듬 PRESENT의 하드웨어 구현에 대해 기술한다. PRESENT 암호 프로세서는 80, 128비트의 마스터키 길이와 ECB, CBC, OFB, CTR의 4가지 운영모드를 지원하도록 설계되었다. 마스터키 레지스터를 갖는 on-the-fly 키 스케줄러가 포함되어 있으며, 저장된 마스터키를 사용하여 평문/암호문 블록의 연속적인 암호/복호화 처리가 가능하다. 경량화 구현을 위해 80, 128 비트의 키 스케줄링 회로가 공유되도록 최적화하였다. 라운드 블록을 64 비트의 데이터 패스로 설계하여 암호/복호화의 라운드 변환이 한 클록 사이클에 처리되도록 하였다. PRESENT 암호 프로세서를 Virtex5 FPGA로 구현하여 정상 동작함을 확인하였다. $0.18{\mu}m$ 공정의 CMOS 셀 라이브러리로 합성을 한 결과, 8,100 gate equivalents(GE)로 구현되었으며, 최대 454 MHz의 클록 주파수로 동작하여 908 Mbps의 처리율을 갖는 것으로 평가되었다.
We investigated response characteristics of liquid crystal display(LCD) with different operating mode of nematic liquid crystals (NLCs) such as $45^{\circ}$twist nematic (TN), $67.3^{\circ}$TN and ECB(electrical controlled birefringence) on a rubbed polyimide (PI) surface. The three kinds of LCD operating mode obtain stable EO performance. Low transmittances of the $45^{\circ}$TN and $67.3^{\circ}$TN cell on the rubbed PI surface were achieved by using low cell gap d. The fast response time of ECB cell among the three kinds of LCD operating mode was measured.
ECB(Eddy Current Brake)는 철도시스템의 고속에서 제동력을 안정적으로 나타낼 수 있어서 TGV, ICE, JR-500등과 같은 철도에서 사용되고 있다. 하지만 저속에서는 효율적이지 못하고, 전자석은 경량성에 대한 문제와 에너지를 소비한다는 단점을 가지고 있다. 이 논문에서는 제안된 영구자석형 Shield moving형 와전류 제동기를 사용하였다. 이 와전류 제동기는 Shield의 각을 이동하여 제동력을 조절할 수 있으며 영구자석을 이용함으로서 전자석의 단점을 보안하였다. 하지만 영구자석은 온도에 대해 영향을 받을 수 있으므로 온도 특성은 전류밀도(J(A/m2))와 자속밀도(T)를 'Ansoft Maxell'을 시뮬레이션하여 확인하였다.
The brake systems of high-speed train are to be equipped with three different brake systems, such as regenerative brake with regenerative feedback in driving car, a pneumatic disc brake, and non-contact linear eddy-current brake(ECB). The regenerative brake and the pneumatic disc brake are acting on the wheels. Their achievable braking force depends on the adhesive coefficient, which is influenced by the weather condition and speed, between the wheel and The linear eddy current brake gets an economical solution in the high-speed train because of the independence of the adhesive coefficient, no maintenance needed. and the good control characteristics. The braking force and the normal force of ECB for korean high-speed train are analysed by the 2D FEM(Finite Element Method). Finally the normal force is compared with the experiential values to verify the analysis.
IPSec은 공용 네트워크 상에서 암호화와 인증, 무결성을 제공하기 위해 사용되는 프로토콜이다. IPSec에서는 전송되는 패킷에 암호화와 인증, 무결성을 추가해 전달하기 위해 ESP 프로토콜을 사용한다. ESP는 패킷 암호화를 위해 DES-CBC 알고리즘을 이용하는데 이 모드에서는 ESP 데이타를 암호화하기 위한 초기 값으로 IV(Initialization Vector)가 사용된다. 이 값은 수신 측의 패킷 복호화를 위해 공개적으로 전달되므로 중간에 공격자에 의해 공격당할 위험이 많다. IV의 값이 조금이라도 변경되면 ESP 의 모든 데이타의 복호화가 이루어지지 않고 상위 레벨의 정보가 변경되는 등 심각한 문제가 발생한다. 이것은 보안을 목적으로 하는 IPSec에서는 치명적인 약점이 될 수 있다. 따라서 본 논문에서는 IV를 안전하게 전송하기 위한 새로운 알고리즘을 제시한다. 이 방법은 DES-ECB 알고리즘을 이용하여 IV 값을 암호화하여 IV 공격을 방어하고 메시지 인증 함수를 추가 적용하여 ESP 전체 데이타의 무결성 체크도 가능하게 한다. 제안된 알고리즘으로 IV와 데이타에 대한 공격을 방어하고 안전한 전송을 보장한다.
IPSec은 공용 네트워크 상에서 암호화와 인증, 무결성을 제공하기 위해 사용되는 프로토콜이다. IPSec에서는 전송되는 패킷에 암호화와 인증, 무결성을 추가해 전달하기 위해 ESP프로토콜을 사용한다. ESP는 패킷 암호화를 위해 DES-CBC 알고리즘을 이용하는데 이 모드에서는 ESP프로토콜로 보호되어 전송되는 데이터를 암호화하기 위한 초기 값으로 IV(Initialization Vector) 값을 사용한다. 이 값은 수신 측의 패킷 복호화를 위해 공개적으로 전달되므로 중간에 공격자에 의해 공격당할 위험이 많다. IV의 값이 조금이라도 변경되면 ESP의 모든 데이터의 복호화가 이루어지지 않고 상위 레벨의 정보가 변경되는 통 심각한 문제가 발생한다. 이것은 보안을 목적으로 하는 IPSec에서는 치명적인 약점이 된 수 있다. 따라서 본 논문에서는 ESP프로토콜에서의 문제점인 IV를 안전하게 전송하기 위한 새로운 알고리즘을 제시한다. 이 방법은 IV 값을 DES-ECB 알고리즘을 이용하여 암호화하여 IV 공격을 방어하고 메시지 인증 함수를 추가 적용하여 ESP 전체 데이터의 무결성 체크도 가능하게 한다. 제안된 알고리즘으로 IV와 데이터에 대한 공격을 방어할 수 있고 안전한 전송을 보장한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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