A Low Complexity Bit-Parallel Multiplier over Finite Fields with ONBs

최적정규기저를 갖는 유한체위에서의 저 복잡도 비트-병렬 곱셈기

In H/W implementation for the finite field, the use of normal basis has several advantages, especially the optimal normal basis is the most efficient to H/W implementation in $GF(2^m)$. The finite field $GF(2^m)$ with type I optimal normal basis(ONB) has the disadvantage not applicable to some cryptography since m is even. The finite field $GF(2^m)$ with type II ONB, however, such as $GF(2^{233})$ are applicable to ECDSA recommended by NIST. In this paper, we propose a bit-parallel multiplier over $GF(2^m)$ having a type II ONB, which performs multiplication over $GF(2^m)$ in the extension field $GF(2^{2m})$. The time and area complexity of the proposed multiplier is the same as or partially better than the best known type II ONB bit-parallel multiplier.

유한체의 H/W 구현에는 정규기저를 사용하는 것이 효과적이며, 특히 최적 정규기저를 갖는 유한체의 H/W 구현이 가장 효율적이다. 타입 I 최적 정규기저를 갖는 유한체 $GF(2^m)$은 m 이 짝수이기 때문에 어떤 암호계에는 응용되지 못하는 단점이 있다. 그러나 타입 II 최적 정규기저를 갖는 유한체의 경우는 NIST에서 제안한 ECDSA 의 권장 커브가 주어진 $GF(2^{233})$이 타입 II 최적 정규 기저를 갖는 등 여러 응용분야에 적용 되므로, 이에 대한 효율적인 구현에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 타입 II 최적 정규기저를 갖는 유한체 $GF(2^m)$의 연산을 정규기저를 이용하여 표현하여 확대체 $GF(2^{2m})$의 원소로 표현하여 연산을 하는 새로운 비트-병렬 곱셈기를 제안하였으며, 기존의 가장 효율적인 곱셈기들보다 블록 구성방법이 용이하며, XOR gate 수가 적은 저 복잡도 곱셈기이다.