A Design of AES-based CCMP Core for IEEE 802.11i Wireless LAN Security

This paper describes a design of AES(Advanced Encryption Standard)-based CCMP core for IEEE 802.1li wireless LAN security. To maximize its performance, two AES cores ate used, one is for counter mode for data confidentiality and the other is for CBC(Cipher Block Chaining) mode for authentication and data integrity. The S-box that requires the largest hardware in AES core is implemented using composite field arithmetic, and the gate count is reduced by about $20\%$ compared with conventional LUT(Lookup Table)-based design. The CCMP core designed in Verilog-HDL has 13,360 gates, and the estimated throughput is about 168 Mbps at 54-MHz clock frequency. The functionality of the CCMP core is verified by Excalibur SoC implementation.

IEEE 802.11i 무선 랜 보안을 위한 AES 기반 CCMP Core 설계

본 논문은 IEEE 802.11i 무선 랜 보안을 위한 AES(Advanced Encryption Standard) 기반 CCMP Core의 설계에 대해서 기술한다. 설계된 CCMP 코어는 데이터 기밀성을 위한 counter 모드와 사용자 인증 및 데이터 무결성 검증을 위한 CBC(Cipher Block Chaining) 모드가 두개의 AES 암호 코어로 병렬 처리되도록 함으로써 전체 성능의 최적화를 이루었다. AES 암호 코어의 하드웨어 복잡도에 가장 큰 영향을 미치는 S-box를 composite field 연산방식을 적용하여 설계함으로써 기존의 LUT(Lookup Table)로 구현하는 방식에 비해 게이트 수가 약 $20\%$ 감소되도록 하였다. 0.25-um CMOS cell 라이브러리로 합성한 결과 13,360개의 게이트로 구현되었으며, 54-MHz의 클럭으로 안전하게 동작하여 168 Mbps의 성능이 예상된다. 설계된 CCMP코어는 Altera Excalibur SoC 칩에 구현하여 동작을 검증하였다.