모바일용 블록암호 알고리듬 HIGHT의 하드웨어 구현

An implementation of block cipher algorithm HIGHT for mobile applications

본 논문에서는 한국기술표준원(KATS)과 국제표준화기구(ISO/IEC)에 의해 표준으로 채택된 블록암호 알고리즘 HIGHT의 효율적인 하드웨어를 구현하였다. HIGHT 알고리듬은 USN과 RFID와 같은 유비쿼터스 환경에 적합하도록 개발되었으며, 128 비트 마스터 키를 사용하여 64 비트 평문을 64 비트 암호문으로, 또는 그 역으로 변환한다. 저면적과 저전력 구현을 위해 암호화 및 복호화를 위한 라운드 변환 블록과 키 스케줄러의 하드웨어 자원이 공유되도록 설계 최적화를 하였다. $0.35-{\mu}m$ CMOS 표준 셀 라이브러리를 이용한 합성결과, HIGHT64 코어는 3,226 게이트로 구현되었으며, 80-MHz@2.5-V로 동작하여 150-Mbps의 성능을 갖는 것으로 평가되었다.

This paper describes an efficient hardware implementation of HIGHT block cipher algorithm, which was approved as standard of cryptographic algorithm by KATS(Korean Agency for Technology and Standards) and ISO/IEC. The HIGHT algorithm, which is suitable for ubiquitous computing devices such as a sensor in USN or a RFID tag, encrypts a 64-bit data block with a 128-bit cipher key to make a 64-bit cipher text, and vice versa. For area-efficient and low-power implementation, we optimize round transform block and key scheduler to share hardware resources for encryption and decryption. The HIGHT64 core synthesized using a $0.35-{\mu}m$ CMOS cell library consists of 3,226 gates, and the estimated throughput is 150-Mbps with 80-MHz@2.5-V clock.