Study on High-Radix Montgomery's Algorithm Using Operand Scanning Method

오퍼랜드 스캐닝 방법을 이용한 다진법 몽고메리 알고리즘에 대한 연구

In order for fast calculation for the modular multiplication which plays an essential role in RSA cryptography algorithm, the Montgomery algorithm has been studed and developed in varous ways. Since there is no division operation in the algorithm, it is able to perform a fast modular multiplication. However, the Montgomery algorithm requires a few extra operations in the progress of which transformation from/to ordinary modular form to/from Montgomery form should be made. Concept of high radix operation can be considered by splitting the key size into word-defined units in the RSA cryptosystems which use longer than 1024 key bits. In this paper, We adopted the concept of operand scanning methods to enhance the traditional Montgomery algorithm. The methods consider issues of optimization, memory usage, and calculation time.

RSA 암호 알고리즘의 고속 연산에 핵심이 되는 법 곱셈 (modular multiplication)을 고속으로 처리하기 위해서 몽고메리 알고리즘이 연구되고 발전되어 왔다. 이 몽고메리 알고리즘에서는 법 곱셈에 나눗셈이 들어가지 않기 때문에 빠른 법 곱셈 연산을 수행할 수 있다. 하지만, 일반 잉여 형태의 숫자를 몽고메리 표현 형태로 변환하고 이후에 결과를 다시 일반 잉여 형태로 변환하는 과정에서 별도로 연산이 필요하게 된다. 1024 비트 이상의 고비도의 RSA 연산을 수행하기 위해서는 키 비트를 워드 단위로 쪼개어 다진법 개념을 도입하여 연산할 수가 있다. 본 논문에서는 몽고메리 알고리즘을 개선시키기 위하여 오퍼랜드 스캐닝 개념을 도입한 방법을 연구하여 비교하였다. 각각의 방법은 최적화에 대한 이슈, 메모리 공간에 대한 이슈, 연산 시간에 대한 이슈를 고려 대상으로 한다.