Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference (한국정보통신학회:학술대회논문집)

The Korea Institute of Information and Commucation Engineering (한국정보통신학회)
권호 표지

Lightweight Hardware Design of Elliptic Curve Diffie-Hellman Key Generator for IoT Devices

사물인터넷 기기를 위한 경량 Elliptic Curve Diffie-Hellman 키 생성기 하드웨어 설계

  • Kanda, Guard (Graduate School of Information and Communication, Hanbat National University) ;
  • Ryoo, Kwangki (Graduate School of Information and Communication, Hanbat National University)
  • ;
  • 류광기 (한밭대학교 정보통신전문대학원)
  • Published : 2017.10.25
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Abstract

Elliptic curve cyptography is relatively a current cryptography based on point arithmetic on elliptic curves and the Elliptic Curve Discrete Logarithm Problem (ECDLP). This discrete logarithm problems enables perfect forward secrecy which helps to easily generate key and almost impossible to revert the generation which is a great feature for privacy and protection. In this paper, we provide a lightweight Elliptic Curve Diffie-Hellman (ECDH) Key exchange generator that creates a 163 bit long shared key that can be used in an Elliptic Curve Integrated Encryption Scheme (ECIES) as well as for key agreement. The algorithm uses a fast multiplication algorithm that is small in size and also implements the extended euclidean algorithm. This proposed architecture was designed using verilog HDL, synthesized with the vivado ISE 2016.3 and was implemented on the virtex-7 FPGA board.

새로운 암호화 알고리즘인 ECC (Elliptic Curve Cyptography)는 elliptic curves을 기반으로 하며, 포인트 연산과 Elliptic Curve Discrete Logarithm Problem (ECDLP)을 포함한다. ECDLP는 쉬운 키 생성과 단방향 암호화, 키의 역생성이 불가능한 특징을 가지고 있다. 이러한 ECDLP의 특징은 개인정보 보호에 매우 강하다. 본 논문에서 제안하는 경량 ECDH 키 생성기 하드웨어는 Elliptic Curve Integrated Encryption Scheme (ECIES) 및 키 공유에 사용할 수 있는 163 비트 공유키를 생성한다. 제안하는 하드웨어 구조에서는 작은 고속 곱셈 알고리즘을 사용하여 확장된 유클리드 알고리즘을 구현했다. 제안하는 하드웨어 구조는 Verilog HDL을 사용하여 설계되었으며, vivado ISE 2016.3과 virtex-7 FPGA 보드를 통해 구현하였다.

Keywords