• Proceedings of the Korea Institutes of Information Security and Cryptology Conference
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• 2002.11a
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• pp.84-87
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• 2002

최근 정보보호의 중요성이 커짐에 따라 암호이론에 대한 관심이 증가되고 있다. 이 중 Galois 체 GF(2$^{m}$ )은 대부분의 암호시스템에서 사용되며, 특히 공개키 기반 암호시스템에서 주로 사용된다. 이들 암호시스템에서는 GF(2$^{m}$ )에서 정의된 연산, 즉 덧셈, 뺄셈, 곱셈 및 곱셈 역원 연산을 기반으로 구축되므로, 이들 연산을 고속으로 계산하는 것이 중요하다. 이들 연산 중에서 곱셈 역원이 가장 time-consuming하다. Fermat의 정리를 기반으로 하고, GF(2$^{m}$ )에서 정규기저를 사용해서 곱셈 역원을 고속으로 계산하기 위해서는 곱셈 횟수를 감소시키는 것이 가장 중요하며, 이와 관련된 방법들이 많이 제안되어 왔다. 이 중 Itoh와 Tsujii가 제안한 방법[2]은 곱셈 횟수를 O(log m)까지 감소시켰다. 본 논문에서는 Itoh와 Tsujii가 제안한 방법을 이용해서, m=2$^n$인 경우에 곱셈 역원을 고속으로 계산하는 방법을 제안한다. 본 논문의 방법은 필요한 곱셈 횟수가 Itoh와 Tsujii가 제안한 방법 보다 적으며, m-1의 분해가 기존의 방법보다 간단하다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2001.10a
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• pp.604-606
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• 2001

타원 곡선이 정의되는 유한체외 연산 중 곱셈에 대한 역원을 빠르게 구하는 것은 타원 곡선 암호시스템의 성능 향상에 있어 중요한 요소이다. 본 논문에서는 이진체 $F_{2m}$ 상에서 다항식 기저를 사용하는 경우 곱셈에 대한 역원을 빠르게 구하는 알고리즘을 제시한다. 이 알고리즘은 기약 다항식으로부터 미리 계산 가능한 테이블을 만들어 테이블 참조 방식으로 속도 향상을 꾀한다. 이 방법을 사용할 경우 이전에 알려진 가장 빠른 방법보다 10~20% 정도 성능 향상이 있다.다.

• Proceedings of the Korea Institutes of Information Security and Cryptology Conference
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• 2003.12a
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• pp.174-178
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• 2003

본 논문은 기존의 정규 기저를 이용한 역원 알고리즘인 IT 알고리즘과 TYT 알고리즘을 개선한 GF(q$^{m}$ )＊(q = 2$^n$)에서의 효율적인 역원 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 작은 n에 대해 GF(q)＊의 원소에 대한 역원을 선행 계산으로 저장하고, m-1을 몇 개의 인수와 나머지로 분해함으로써 역원 알고리즘에 필요한 곱셈의 수를 줄일 수 있는 방법이다. 즉, 작은 양의 데이터에 대한 메모리 저장 공간을 이용하여, GF(q$^{m}$ )＊에서의 역원을 계산하는 데 필요한 곱셈의 수를 줄일 수 있음을 보여준다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.40 no.12
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• pp.80-86
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• 2003

Elliptic curve cryptosystem(ECC) offers the highest security per bit among the known publick key system. The benefit of smaller key size makes ECC particularly attractive for embedded applications since its implementation requires less memory and processing power. In this paper, we propose a new multiplier structure with configurable output sizes and operation cycles. The number of output bits can be freely chosen in the new architecture with the performance-area trade-off depending on the application. Using the architecture, a 193-bit normal basis multiplier and inversion unit are designed in GF(2$^{m}$ ). It is implemented using HDL and 0.35${\mu}{\textrm}{m}$ CMOS technology and the operation is verified by simulation.

• Journal of the Korean Data and Information Science Society
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• v.25 no.6
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• pp.1467-1474
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• 2014

In this paper, we consider the two computer intensive methods for extended Euclidean algdrithm. Two methods we propose are C-programming based approach and Microsoft excel based method, respectively. Thses methods are applied to the derivation of greatest commnon devisor, multiplicative inverse for modular operation and the solution of diophantine equation. Concrete investigation for extended Euclidean algorithm with the computer intensive process is given. For the application of extended Euclidean algorithm, we consider the RSA encrytion method which is still popular recently.

• Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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• v.7 no.6
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• pp.696-702
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• 2001

In this paper, we design IDEA cipher algorithm which is cryptographically superior to DES. To improve the encryption throughput, we propose an efficient design methodology for high-speed implementation of multiplicative inverse modulo $2^{15}$+1 which requires the most computing powers in IDEA. The efficient hardware architecture for the multiplicative inverse in derived from applying of Fermat's Theorem. The computing powers for multiplicative inverse in our proposal is a decrease 50% compared with the existing method based on Extended Euclid Algorithm. We implement IDEA by applying a single iterative round method and our proposal for multiplicative inverse. With a system clock frequency 20MGz, the designed hardware permits a data conversion rate of more than 116 Mbit/s. This result show that the designed device operates about 2 times than the result of the paper by H. Bonnenberg et al. From a speed point of view, out proposal for multiplicative inverse is proved to be efficient.

• Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
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• v.19 no.4
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• pp.21-28
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• 2009

In the recent years, power attacks were widely investigated, and so various countermeasures have been proposed, In the case of block ciphers, masking methods that blind the intermediate values in the algorithm computations(encryption, decryption, and key-schedule) are well-known among these countermeasures. But the cost of non-linear part is extremely high in the masking method of block cipher, and so the inversion of S-box is the most significant part in the case of AES. This fact make various countermeasures be proposed for reducing the cost of masking inversion and Zakeri's method using normal bases over the composite field is known to be most efficient algorithm among these masking method. We rearrange the masking inversion operation over the composite field and so can find duplicated multiplications. Because of these duplicated multiplications, our method can reduce about 10.5% gates in comparison with Zakeri's method.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.41 no.9
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• pp.73-84
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• 2004

This paper suggests a new scalar multiplication algerian to resist SPA which threatens the security of cryptographic primitive on the hardware recently, and discusses how to apply this algerian Our algorithm is better than other SPA countermeasure algorithms aspect to computational efficiency. Since known SPA countermeasure algorithms have dependency of computation. these are difficult to construct parallel architecture efficiently. To solve this problem our algorithm removes dependency and computes a multiplication and a squaring during inversion with parallel architecture in order to minimize loss of performance. We implement hardware logic with VHDL(VHSIC Hardware Description Language) to verify performance. Synthesis tool is Synplify Pro 7.0 and target chip is Xillinx VirtexE XCV2000EFGl156. Total equivalent gate is 60,508 and maximum frequency is 30Mhz. Our scalar multiplier can be applied to digital signature, encryption and decryption, key exchange, etc. It is applied to a embedded-micom it protects SPA and provides efficient computation.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2008.05a
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• pp.651-654
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• 2008

In finite field operations based on $GF(2^m)$, additions and subtractions are easily implemented. On the other hand, multiplications and divisions require mathematical elaboration of complex equations. There are two dominant way of approaching the solutions of finite filed operations, normal basis approach and polynomial basis approach, each of which has both benefits and weakness respectively. In this study, we adopted the mathematically feasible polynomial basis approach and suggest the optimization techniques of finite field operations based of mathematical principles.

• Proceedings of the Korea Institutes of Information Security and Cryptology Conference
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• 1992.11a
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• pp.127-130
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• 1992

GF(2m) 이론은 switching 이론과 컴퓨터 연산, 오류 정정 부호(error correcting codes), 암호학(cryptography) 등에 대한 폭넓은 응용 때문에 주목을 받아 왔다. 특히 유한체에서의 이산 대수(discrete logarithm)는 one-way 함수의 대표적인 예로서 Massey-Omura Scheme을 비롯한 여러 암호에서 사용하고 있다. 이러한 암호 system에서는 암호화 시간을 동일하게 두면 고속 연산은 유한체의 크기를 크게 할 수 있어 비도(crypto-degree)를 향상시킨다. 따라서 고속 연산의 필요성이 요구된다. 1981년 Massey와 Omura가 정규기저(normal basis)를 이용한 고속 연산 방법을 제시한 이래 Wang, Troung 둥 여러 사람이 이 방법의 구현(implementation) 및 곱셈기(Multiplier)의 설계에 힘써왔다. 1988년 Itoh와 Tsujii는 국제 정보 학회에서 유한체의 역원을 구하는 획기적인 방법을 제시했다. 1987년에 H, W. Lenstra와 Schoof는 유한체의 임의의 확대체는 원시정규기저(primitive normal basis)를 갖는다는 것을 증명하였다. 1991년 Stepanov와 Shparlinskiy는 유한체에서의 원시원소(primitive element), 정규기저를 찾는 고속 연산 알고리즘을 개발하였다. 이 논문에서는 원시 정규기저를 찾는 Algorithm을 구현(Implementation)하고 이것이 응용되는 문제들에 관해서 연구했다.