• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 봄 학술발표논문집 Vol.30 No.1 (A)
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• pp.269-271
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• 2003

본 논문에서는 타원 곡선 암호의 성능을 향상시키기 위한 효율적인 최적 확장체 연산 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 CPU에서 제공되는 정수 곱셈 명령 1회 실행에 두 개의 하위체 연산을 병렬적으로 수행하도록 함으로써 최적 확장체에서의 곱셈, 제곱, 역원 연산의 속도를 향상시킨다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2021년도 추계학술발표대회
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• pp.313-314
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• 2021

최근 개인 정보 보호를 위해 주목 받고 있는 동형암호 알고리즘은 암호화된 상태로 덧셈과 곱셈 연산이 가능하여, 연산을 위한 복호화 과정 없이 데이터에 대한 가공이 가능하다. 따라서 이러한 동형암호 알고리즘이 개인 정보 보호를 위한 방법으로 떠오르고 있으며, 특히 완전동형암호 알고리즘의 경우 덧셈과 곱셈 연산을 모두 지원하며, 유효 연산 횟수에도 제한이 없어 응용 분야에서 널리 활용될 것으로 예상된다. 그러나, 완전동형암호 알고리즘의 경우 암호문의 크기가 평문대비 크게 증가하고, 다항식으로 구성된 암호문의 덧셈 및 곱셈 연산도 복잡하여 이에 대한 가속이 필요한 실정이다. 이에 FPGA 기반의 동형암호 가속기 개발이 많이 연구되고 있으며, 이를 통해 동형암호 연산의 특징을 이해하고 가속기 연구 동향을 알아보려 한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권5호
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• pp.23-30
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• 2005

확장체 GF($p^n$)의 구성에서 차수와 다항식 곱셈 방법은 밀접한 관련을 가진다. 기존의 다항식 곱셈 방법인 KO] 및 MSK 방법은 효율적으로 계수-곱셈 연산량을 줄인다. 그러나 이들 방법을 이용하여 확장체 곱셈을 구성할 경우, 일반적으로 해당하는 분할 방법의 배수가 되도록 패딩(Padding)하여 구성하지만 이에 대한 기준이 모호하며 계수-곱셈의 연산량이 최소가 되도록 패딩하는 방법 또한 제안되지 않았다. 본 논문에서는 확장체 곱셈을 효율적으로 구성할 수 있는 기본적인 성질과 계수-곱셈의 연산량이 최소가 되는 다항식 차수를 찾는 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘을 적용하면 기존의 방법을 그대로 적용하여 구성할 때 보다 확장체의 차수가 증가할수록 더 많은 계수-곱셈 연산량을 줄일 수 있다. 따라서 본 논문의 결과는 스마트 카드 등 작은 공간 복잡도를 요구하는 병렬처리 곱셈기에 효율적으로 적용될 수 있다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제9권8호
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• pp.867-873
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• 2014

유한체 연산에서 MONB를 사용하면 곱셈 역원 계산시에 대량의 제곱계산이 필요하므로 역원을 계산하는 데에 긴 시간이 필요하게 된다. 이에 본 논문에서는 바탕체 $GF(2^{2n})$ 위의 확대체 $GF(2^{2^nm})^*$에서 특수한 정규기저를 사용하여 역원을 구하는 저 비용의 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘을 사용하면 곱셈 역원 계산에는 $nb(2^nm-1)+w(2^nm-1)-2$번의 곱셈과 $2^n-1$번의 제곱연산이 소요되며, H/W에서 구현한 결과 Itoh 등의 방법 보다 곱셈역원 계산속도가 빠르게 나타났다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제30권5_6호
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• pp.324-329
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• 2003

Diffie-Hellman 키분배 시스템과 타원곡선 암호시스템과 같은 공개키 기반 암호시스템은 GF(2$^{m}$ ) 상에서 정의된 연산, 즉 덧셈, 뺄셈, 곱셈 및 곱셈 역원 연산을 기반으로 구축되며, 이들 암호시스템을 효율적으로 구현하기 위해서는 위 연산들을 고속으로 계산하는 것이 중요하다. 그 중에서 곱셈 역원이 가장 time-consuming하여 많은 연구 대상이 되고 있다. Format 정리에 의해$\beta$$\in$GF(2$^{m}$ )의 곱셈 역원 $\beta$$^{-1}$은 $\beta$$^{-1}$=$\beta$$^{2}$sup m/-2/이므로 GF(2$^{m}$ )의 임의의 원소에 대해 곱셈 역원을 고속으로 계산하기 위해서는, 2$^{m}$ -2을 효율적으로 분해하여 곱셈 횟수를 감소시키는 것이 가장 중요하며, 이와 관련된 알고리즘들이 많이 제안되어 왔다 이 중 Itoh와 Tsujii가 제안한 알고리즘[2]은 정규기저를 사용해서 필요한 곱셈 횟수를 O(log m)까지 감소시켰으며, 또한 이 알고리즘을 향상시킨 몇몇 알고리즘들이 제안되었지만, 분해과정이 복잡하다는 등의 단점이 있다[3,5]. 본 논문에서는 실제 어플리케이션에서 주로 많이 사용되는 m=2$^{n}$ 인 경우에, 인수분해 공식 x$^3$-y$^3$=(x-y)(x$^2$＋xy＋y$^2$)와 정규기저론 이용해서 곱셈 역원을 고속으로 계산하는 알고리즘을 제안한다. 본 논문의 알고리즘은 곱셈 횟수가 Itoh와 Tsujii가 제안한 알고리즘 보다 적으며, 2$^{m}$ -2의 분해가 기존의 알고리즘 보다 간단하다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.68-78
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• 2007

D-클래스는 주어진 동치관계(equivalence relation)에 있는 $n{\times}n$ 불리언 행렬의 집합으로 정의된다. D-클래스 계산은 $n{\times}n$ 불리언 행렬의 전체 집합을 대상으로 이 집합에서 조합할 수 있는 모든 세 불리언 행렬 사이의 곱셈을 요구한다. 그러나 불리언 행렬에 대한 대부분의 연구는 단지 두 개의 불리언 행렬에 대한 효율적인 곱셈에 집중되었으며 모든 불리언 행렬 사이의 곱셈에 대한 연구는 최근에야 소수가 보이고 있다. 본 논문은 모든 세 개의 불리언 행렬 곱셈과 모든 D-클래스를 보다 효율적으로 계산할 수 있는 이론을 제시하고 이를 적용한 알고리즘과 실행결과에 대하여 논한다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권2호
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• pp.62-68
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• 2007

본 논문에서는 메모리와 곱셈기가 내장된 고속 FPGA(Field Programmable Gate Array)에서 효율적으로 구현할 수 있는 정수 나눗셈 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 메모리를 이용한 Look-up Table(LUT)과 곱셈기를 사용하여 반복 계산(Iteration)구조로 FPGA의 자원을 최소화할 수 있으며 반복연산 횟수가 일반적으로 알려진 뺄셈 또는 뺄셈-곱셈에 의한 나눗셈 알고리즘에 비해 매우 적어 Latency를 최소화 할 수 있다. Xilinx사의 Virtex-4 FPGA에 VHDL coding을 통해 Pipeline구조로 구현한 결과 17bit의 정수 나눗셈을 300MSPS( Mega Sample per Second)의 속도로 수행하였다. 또한 일반적으로 사용되고 있는 뺄셈 또는 뺄셈-곱셈 구조에 비해 FPGA의 소요자원인 Slices의 경우 1/6이하, 곱셈기-누산기 수는 1/4이하로 줄일 수 있었으며, 입출력 간의 지연 Latency를 1/3이하로 줄일 수 있어 다른 알고리즘에 비해 매우 효율적인 구조임을 확인하였다.

• 전자공학회논문지D
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• 제35D권10호
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• pp.107-115
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• 1998

피승수와 승수의 부호에 상관없이 빠른 이진곱셈을 수행할 수 있는 효과적인 방법으로서 Booth 알고리즘의 승수 비트-쌍 재코딩 알고리즘을 사용한다. 본 연구에서는 승수 비트-쌍 재코딩 알고리즘을 광특성에 적합하도록 변형 발전시킨 광곱셈 알고리즘과 기호치환 가산기로 구성된 고속의 광곱셈기의 구현을 제안한다. 특히, 기호치환 가산규칙을 듀얼-레일 논리로 부호화해서 이 논리의 보수가 언제나 존재하기 때문에 기호치환 가산기에서 이 논리의 보수가 시프트연산에 의해 쉽게 구할 수 있게 했다. 또한 시프트된 두 영상을 직렬 연결하여 중첩시키므로서 중첩영상을 얻고, 이 중첩영상을 마스크로 보내 기준영상을 인식하는 기호치환 시스템을 구성한다. 따라서 광곱셈기의 수동광소자의 수와 시스템의 크기를 줄여서 일반적인 광시스템과 비교하여 작은 시스템으로 구현한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.35-44
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• 2002

본 논문에서는 Radix-$2^k$ 모듈라 곱셈 알고리즘 기반의 고속 RSA 지수승 연산기의 구현 방법을 제시하고 검증하였다. Radix-$2^k$ 모듈라 곱셈 알고리즘을 구현하기 위해 Booth receding 연산 알고리즘을 사용하였으며 최대 radix-16 연산을 위해 2K-byte 메모리와 2개의 전가산기와 3개의 반가산기의 지연을 갖는 CSA(carry-save adder) 어레이를 사용하였다. CSA 어레이 출력인 캐리와 합을 고속으로 가산하기 위해 마지막 덧셈기로써 캐리 발생과 지연시간이 짧은 가상 캐리 예측 덧셈기(pseudo carry look-ahead adder)를 적용하였다. 또한, 주어진 공정에서 동작 주파수와 처리량의 관계를 통해 Radix-$2^k$에서 설계 가능한 radix 값을 제시하였다. Altera FPGA EP2K1500E를 사용하여 기능을 검증한 후 삼성 0.35$\mu\textrm{m}$ 공정을 사용하여 타이밍 시뮬레이션을 하였으며 radix-16 모듈라 곱셈 알고리즘을 사용할 경우 모듈라 곱셈에 (n+4+1)14 의 클럭을 사용하여 1,024-bit RSA를 처리하는데 50MHz에서 5.38ms의 연산 속도를 측정하였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제15A권3호
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• pp.161-166
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• 2008

본 논문에서는 유한체 GF($2^m$)상의 다항식 기저를 이용한 디지트 시리얼 시스톨릭 곱셈기를 제안한다. 제안된 곱셈기는 MSD(Most Significant Digit) 우선 곱셈 알고리즘에 기반하며, 연속적인 입력 데이터에 대해 "m/D" 클럭 사이클마다 곱셈 결과를 출력한다. 여기서 D는 선택된 디지트 크기이다. 기존에 제안된 구조들은 선형의존성 때문에 디지트 크기 D가 증가하면 최대 처리기 지연시간 역시 선형으로 증가하지만 제안된 곱셈기는 이진트리 형태의 내부 구조를 가지기 때문에 D에 대해 로그단위로 증가한다. 따라서 제안된 구조는 기존에 제안된 디지트 시리얼 시스톨릭 곱셈기에 비해 계산지연시간을 상당히 감소시킨다. 뿐만 아니라 제안된 곱셈기는 높은 규칙성, 모듈성, 단방향 신호 흐름의 특성을 가지기 때문에 VLSI 구현에 매우 적합하다.