• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
• /
• 2000.10a
• /
• pp.849-852
• /
• 2000

본 논문에서는 RSA 암호 시스템의 Montgomery 모듈러 곱셈 알고리듬을 개선한 고속 모듈러 곱셈 알고리듬을 제안하고, Hybrid 구조의 가산기를 사용한 고속 모듈러 곱셈 알고리듬의 설계에 관하여 기술한다. 기존 Montgomery 알고리듬에서는 부분합계산시 2번의 덧셈연산이 요구되지만 제안된 방법에서는 단지 1번의 덧셈 연산으로 부분 합을 계산할 수 있다. 또한 덧셈 연산 속도를 향상시키기 위하여 Hybrid 구조의 가산기를 제안한다. Hybrid 가산기는 기존의 CLA(Carry Look-ahad Adder)와 CSA(Carry Select Adder)알고리듬을 혼합한 구조를 기본으로 하고 있다. 제안된 고속 모듈러 곰셈기는 VHDL(VHSIC Hardware Description Language)을 이용하여 모델링하였고, $Synopsys^{TM}$사의 Design Analyzer를 이용하여 논리합성(Altera 10K lib. 이용)을 수행하였다. 성능 분석을 위하여 Altera MAX+ PLUS II 상에서 타이밍 시뮬레이션을 수행하였고, 실험을 통하여 제안한 방법의 효율성을 입증하였다.

• The KIPS Transactions:PartA
• /
• v.10A no.4
• /
• pp.279-284
• /
• 2003

In this paper, we propose an efficient architecture for radix-4 modular multiplication in systolic array structure based on the Montgomery's algorithm. We propose a radix-4 modular multiplication algorithm to reduce the number of iterations, so that it takes (3/2)n+2 clock cycles to complete an n-bit modular multiplication. Since we can interleave two consecutive modular multiplications for 100% hardware utilization and can start the next multiplication at the earliest possible moment, it takes about only n/2 clock cycles to complete one modular multiplication in the average. The proposed architecture is quite regular and scalable due to the systolic array structure so that it fits in a VLSI implementation. Compared to conventional approaches, the proposed architecture shows shorter period to complete a modular multiplication while requiring relatively less hardware resources.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
• /
• v.30 no.9
• /
• pp.454-460
• /
• 2003

In this paper, we present a novel method of parallelization of the modular multiplication algorithm to improve time and space complexity on RNS (Residue Number System). The parallel algorithm executes modular reduction using new table lookup based reduction method. MRS (Mixed Radix number System) is used because algebraic comparison is difficult in RNS which has a non-weighted number representation. Conversion from residue number system to certain MRS is relatively fast in residue computer. Therefore magnitude comparison is easily Performed on MRS. By the analysis of the algorithm, it is known that it requires only 1/2 table size than previous approach. And it requires 0(ι) arithmetic operations using 2ㅣ processors.

• Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
• /
• v.8 no.3
• /
• pp.85-90
• /
• 2003

This paper proposes a modular multiplier based on LFSR (Linear Feedback Shift Register) architecture with efficient area complexity over GF(2/sup m/). At first, we examine the modular exponentiation algorithm and propose it's architecture, which is basic module for public-key cryptosystems. Furthermore, this paper proposes on efficient modular multiplier as a basic architecture for the modular exponentiation. The multiplier uses AOP (All One Polynomial) as an irreducible polynomial, which has the properties of all coefficients with '1 ' and has a more efficient hardware complexity compared to existing architectures.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.191-193
• /
• 2017

2048-bit의 키 길이를 지원하는 공개키 암호 프로세서 RSA-2048을 설계하였다. RSA 암호 연산에 사용되는 핵심 기능블록인 모듈러 곱셈기는 Word-based Montgomery Multiplication 알고리듬으로 설계하였으며, 모듈러 지수 승은 L-R binary exponentiation 알고리듬으로 설계하였다. 2048-bit의 큰 정수를 저장하기 위한 레지스터를 메모리로 대체하고, 곱셈기에 필요한 최소 레지스터만 사용하여 전체 하드웨어 자원을 최소화 하였다. Verilog HDL로 설계된 RSA-2048 프로세서를 RTL-시뮬레이션을 통해 기능을 검증하였다. 작은 소형 디바이스들 간에 인증 및 키 관리가 중요해짐에 따라 설계된 RSA-2048 암호 프로세서를 하드웨어 자원, 메모리가 제한된 응용 분야에 활용 할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
• /
• 2002.04b
• /
• pp.809-812
• /
• 2002

본 논문은 RSA 암호시스템에서 고속 모듈러 곱셈을 위한 최적화된 시스톨릭 어레이의 설계를 제안한다. 제안된 방법에서는 미리 계산된 가산결과를 사용하여 개선된 몽고메리 모듈러 곱셈 알고리듬을 제안하고, 고속 모듈러 곱셈을 위한 새로운 구조의 시스톨릭 어레이를 설계한다. 미리 계산된 가산결과를 얻기 위해 CLA(Carry Look-ahead Adder)를 사용하였으며, 이 가산기는 덧셈연산에 있어서 캐리전달 지연이 제거되므로 연산 속도를 향상 시킬 수 있다. 제안된 시스톨릭 구조는VHDL(VHSlC Hardware Description Language)을 사용하여 동작적 수준을 기술하였고, Ultra 10 Workstation 상에서 $Synopsys^{TM}$ 툴을 사용하여 합성 및 시뮬레이션을 수행하였다. 또한, FPGA 구현을 위하여 Altera MaxplusII를 사용하여 타이밍 시뮬레이션을 수행하였고, 실험을 통하여 제안한 방법을 효율성을 확인하였다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
• /
• v.28 no.6
• /
• pp.289-300
• /
• 2001

본 논문에서는 유한 필드 GF(2$_{m}$ ) 상에서 모듈러 곱셈 A($\chi$)B($\chi$) mod P($\chi$)을 수행하는 새로운 선형 문제-크기(full-size) 시스톨릭 어레이 구조인 LSB-first 곱셈기를 제안한다. 피연산자 B($\chi$)의 LSB(least significant bit)를 먼저 사용하는 LSB-first 모듈러 곱셈 알고리즘으로부터 새로운 비트별 순환 방정식을 구한다. 데이터의 흐름이 규칙적인 순환 방정식을 공간-시간 변환으로 새로운 시스톨릭 곱셈기를 설계하고 분석한다. 기존의 곱셈기와 비교할 때 제안한 곱셈기의 면적-시간 성능이 각각 10%와 18% 향상됨을 보여준다. 또한 같은 설계방법으로 곱셈과 제곱연산을 동시에 수행하는 새로운 시스톨릭 곱셈/제곱기를 제안한다. 유한 필드상의 지수연산을 위해서 제안한 시스톨릭 곱셈/제곱기를 사용할 때 곱셈기만을 사용 할 때보다 면적-시간 성능이 약 26% 향상됨을 보여준다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
• /
• v.26 no.9
• /
• pp.1055-1063
• /
• 1999

공개키 암호화 시스템에서 주된 연산은 512비트 이상의 큰 수에 의한 모듈러 지수 연산으로 표현되며, 이 연산은 내부적으로 모듈러 곱셈을 반복적으로 수행함으로써 계산된다. 본 논문에서는 Montgomery 알고리즘을 분석하여 right-to-left 방식의 모듈러 지수 연산에서 공통으로 계산 가능한 부분을 이용하여 모듈러 제곱과 모듈러 곱셈을 동시에 수행하는 선형 시스톨릭 어레이를 설계한다. 설계된 시스톨릭 어레이는 VLSI 칩과 같은 하드웨어로 구현함으로써 IC 카드나 smart 카드에 이용될 수 있다.Abstract The main operation of the public-key cryptographic system is represented the modular exponentiation containing 512 or more bits and computed by performing the repetitive modular multiplications. In this paper, we analyze Montgomery algorithm and design the linear systolic array for performing modular multiplication and modular squaring simultaneously using the computable part in common in right-to-left modular exponentiation. The systolic array presented in this paper could be designed on VLSI hardware and used in IC and smart card.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
• /
• v.26 no.7
• /
• pp.743-751
• /
• 1999

공개키 암호 시스템에서 모듈러 지수 연산은 주된 연산으로, 이 연산은 내부적으로 모듈러 곱셈을 반복적으로 수행함으로써 계산된다. 본 논문에서는 GF(2m)상에서 수행할 수 있는 Montgomery 알고리즘을 분석하여 right-to-left 방식의 모듈러 지수 연산에서 공통으로 계산 가능한 부분을 이용하여 모듈러 제곱과 모듈러 곱셈을 동시에 수행하는 선형 시스톨릭 어레이를 설계한다. 본 논문에서 설계한 시스톨릭 어레이는 기존의 곱셈기보다 모듈러 지수 연산시 약 0.67배 처리속도 향상을 가진다. 그리고, VLSI 칩과 같은 하드웨어로 구현함으로써 IC 카드에 이용될 수 있다.Abstract One of the main operations for the public key cryptographic system is the modular exponentiation, it is computed by performing the repetitive modular multiplications. In this paper, we analyze Montgomery's algorithm and design a linear systolic array to perform modular multiplication and modular squaring simultaneously. It is done by using common-multiplicand modular multiplication in the right-to-left modular exponentiation over GF(2m). The systolic array presented in this paper improves about 0.67 times than existing multipliers for performing the modular exponentiation. It could be designed on VLSI hardware and used in IC cards.

• Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
• /
• v.10 no.3
• /
• pp.57-63
• /
• 2005

Kim and Fenn et al. proposed two modular AB multipliers based on LFSR(Linear Feedback Shift Register) architecture. These multipliers use AOP, which has all coefficients with '1', as an irreducible polynomial. Thereby, they have good hardware complexity compared to the previous architectures. This paper proposes a modular $AB^2$ multiplier based on LFSR architecture and a modular exponentiation architecture to improve the hardware complexity of the Kim's. Our multiplier also use the AOP as an irreducible polynomial as the Kim architecture. Simulation result shows that our multiplier reduces the hardware complexity about $50\%$ in the perspective of XOR and AND gates compared to the Kim's. The architecture could be used as a basic block to implement public-key cryptosystems.