Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology (정보보호학회논문지)

Korea Institute of Information Security and Cryptology (한국정보보호학회)
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The Optimal Normal Elements for Massey-Omura Multiplier

Massey-Omura 승산기를 위한 최적 정규원소

  • Published : 2004.06.01
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Abstract

Finite field multiplication and division are important arithmetic operation in error-correcting codes and cryptosystems. The elements of the finite field GF($2^m$) are represented by bases with a primitive polynomial of degree m over GF(2). We can be easily realized for multiplication or computing multiplicative inverse in GF($2^m$) based on a normal basis representation. The number of product terms of logic function determines a complexity of the Messay-Omura multiplier. A normal basis exists for every finite field. It is not easy to find the optimal normal element for a given primitive polynomial. In this paper, the generating method of normal basis is investigated. The normal bases whose product terms are less than other bases for multiplication in GF($2^m$) are found. For each primitive polynomial, a list of normal elements and number of product terms are presented.

유한체의 곱셈과 나눗셈은 오류정정부호와 암호시스템에서 중요한 산술 연산이다. 유한체 GF(2$^{m}$ )의 원소를 표현하기 위해 다양한 기저가 사용되며 차수가 m인 GF(2)상의 원시다항식으로 구성할 수 있다. 정규기저를 사용하면 곱셈이나 곱셈 역원의 연산을 쉽게 수행할 수 있다. 정규기저 표현을 이용하는 Massey-Omura 승산기는 동일한 2진함수를 사용하여 몇 번의 순회치환으로 곱셈 또는 나눗셈이 수행되며 논리함수의 곱셈항 수가 승산기의 복잡도를 결정한다. 유한체의 정규기저는 항상 존재한다. 그러나 주어진 원시다항식에 대해 최적의 정규원소를 구하는 것은 쉽지 않다. 본 논문에서는 정규기저의 생성 방법을 고찰하고, Massey-Omura 승산기를 이용한 곱셈 또는 곱셈 역원의 계산에서 연산의 복잡도를 최소화할 수 있는 정규기저를 각 원시다항식에 대해 구하여, 최적의 정규원소와 곱셈항의 개수를 제시한다.

Keywords

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