• 한국산업정보학회논문지
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• 제7권5호
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• pp.167-174
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• 2002

본 논문에서는 타원 곡선 암호화 시스템 등에 응용되는 유한 필드 GF(2$^{m}$ )상의 모듈러 곱셈기 및 제곱기에 대한 처리 시간과 공간 복잡도를 비교 분석하였다. 이를 위하여 기존에 제시된 모듈러 곱셈기 및 제곱기를 설계하였으며, 이들을 VHDL로 기술한 후 회로를 합성하였다. 합성된 회로에 대한 기능 및 timing 시뮬레이션 결과 모두 정확한 결과 값을 얻었다. 합성된 모듈러 곱셈기 및 제곱기를 FPGA로 구현한 결과 한 클럭당 처리 시간은 시스톨릭 구조가 가장 빠르지만 지연 시간을 고려한 전체 처리 시간은 CA 구조가 가장 빠르다는 결과를 얻었다. 또한 공간 복잡도를 특성에 있어서는 LFSR 구조가 가장 우수하다는 결과를 얻었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.1471-1479
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• 2017

2,048 비트의 키 길이를 지원하는 RSA 공개키 암호 프로세서를 설계하였다. RSA 암호의 핵심 연산인 모듈러 곱셈기를 워드 기반의 몽고메리 곱셈 알고리듬을 이용하여 설계하였으며, 모듈러 지수승 연산은 Left-to-Right(LR) 이진 멱승 알고리듬을 이용하여 구현하였다. 모듈러 곱셈에 8,448 클록 사이클이 소요되며, RSA 암호화와 복호화에 각각 185,724 클록 사이클과 25,561,076 클록 사이클이 소요된다. 설계된 RSA 암호 프로세서를 Virtex 5 FPGA로 구현하여 하드웨어 동작을 검증하였다. $0.18{\mu}m$ CMOS 표준셀을 사용하여 100 MHz의 동작 주파수로 합성한 결과, RSA 암호 프로세서는 12,540 GE로 구현되었고, 12 kbit의 메모리가 사용되었다. 동작 가능한 최대 주파수는 165 MHz로 평가되었으며, RSA 암호화, 복호화 연산에 각각 1.12 ms, 154.91 ms가 소요되는 것으로 예측되었다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.1-8
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• 2002

GF(2$^{m}$ )상에서 모듈러 곱셈은 공개키 암호 시스템과 같은 응용에서의 기본 연산으로 사용된다. 본 논문에서는 이와 같은 모듈러 곱셈 연산을 셀룰러 오토마타를 이용하여, GF(2$^{m}$ )상에서 m클럭 사이클만에 처리할 수 있는 연산기를 설계하였다. 이 곱셈기는 LSB 우선 방식으로 설계되었으며, 기존의 시스톨릭 구조를 이용한 곱셈기 보다 하드웨어 복잡도가 낮고 처리 시간이 빠른 장점이 있다. 그리고 설계된 곱셈기는 지수연산을 위한 하드웨어 설계에 효율적으로 이용될 수 있을 것이다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.43-48
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• 2004

본 논문에서는 GF(2m)상에서 Linear Feedback Shift Register 구조기반의 새로운 구조를 제안한다. 먼저 모듈러 곱셈기와 제곱기를 제안하고, 이를 기반으로 곱셈과 제곱을 동시에 수행할 수 있는 구조를 설계한다. 제안된 구조는 기약다항식으로 모든 계수가 1인 속성의 All One Polynomial 을 이용한다. 제안된 구조는 구조복잡도면에서 기존의 구조들보다 훨씬 효율적이다. 제안된 곱셈기는 공개키 암호의 핵심이 되는 지수기의 구현을 위한 효율적인 기본구조로 사용될 수 있다.

• 정보보호학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.3-11
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• 2000

본 논문에서는 몽고메리 알고리즘을 사용하여 모듈러 곱셈을 빠르게 수행하는 선형 시스톨릭 어레이를 설계하고, 이 곱셈기와 LR 이진 제곱 곱셈 알고리즘을 사용하여 n 비트 메시지 블록에 대해 모듈러 지수 연산을 수행하는 지수 연산 프로세서를 설계한다 이 프로세서는 제어장치, 입출력 시프트 레지스터, 지수 연산 장치 등 3개의 영역으로 나 누어진다. 설계된 지수 연산 프로세서의 동작을 검증하기 위해 VHDL를 사용하여 모델링하고 MAX+PLUS II를 사용하여 시뮬레이션 한다. 메시지 블록의 길이 n=512일 때 설계된 지수 연산 프로세서의 지연 시간은 59.5ms이다. 설계된 모듈러 지수 연산 프로세서는 RSA 칩(chip)에 이용될 수 있을 것이다.

• 정보보호학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.3-10
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• 2000

In this paper we propose a bit-sliced modular multiplication algorithm and a bit-sliced modular multiplier design meeting the increasing crypto-key size for RSA public key cryptosystem. The proposed bit-sliced modular multiplication algorithm was designed by modifying the Montgomery's algorithm. The bit-sliced modular multiplier is easy to expand to process large size operands and can be immediately applied to RSA public key cryptosystem.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.254-256
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• 2019

소수체 GF(p)와 이진체 $GF(2^m)$ 상의 다중 타원곡선을 지원하는 듀얼 필드 ECC (DF-ECC) 프로세서를 설계하였다. DF-ECC 프로세서의 저면적 설와 다양한 타원곡선의 지원이 가능하도록 워드 기반 몽고메리 곱셈 알고리듬을 적용한 유한체 곱셈기를 저면적으로 설계하였으며, 페르마의 소정리(Fermat's little theorem)를 유한체 곱셈기에 적용하여 유한체 나눗셈을 구현하였다. 설계된 DF-ECC 프로세서는 스칼라 곱셈과 점 연산, 그리고 모듈러 연산 기능을 가져 다양한 공개키 암호 프로토콜에 응용이 가능하며, 유한체 및 모듈러 연산에 적용되는 파라미터를 내부 연산으로 생성하여 다양한 표준의 타원곡선을 지원하도록 하였다. 설계된 DF-ECC는 FPGA 구현을 하드웨어 동작을 검증하였으며, 0.18-um CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 22,262 GEs (gate equivalences)와 11 kbit RAM으로 구현되었으며, 최대 100 MHz의 동작 주파수를 갖는다. 설계된 DF-ECC 프로세서의 연산성능은 B-163 Koblitz 타원곡선의 경우 스칼라 곱셈 연산에 885,044 클록 사이클이 소요되며, B-571 슈도랜덤 타원곡선의 스칼라 곱셈에는 25,040,625 사이클이 소요된다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권1C호
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• pp.87-92
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• 2006

[ $AB^2$ ]연산은 공개키 암호화 시스템을 위한 효율적인 기본 연산으로 알려져 있고 이를 위한 다양한 하드웨어가 설계되었다. 그러나 이들 구조들은 암호학적 응용에 사용되기에는 구조복잡도가 크다는 문제점이 있었다. 본 논문에서는 GF($2^m$)상에서 공간 효율적인 분할된 $AB^2$ 시스톨릭 모듈러 곱셈기를 설계한다. MSB $AB^2$ 모듈러 곱셈 알고리즘으로부터 데이터 의존 그래프를 유도하고 유도된 의존 그래프를 1/3로 분할함으로서 공간 효율적인 분할된 $AB^2$ 시스톨릭 곱셈기를 설계한다. 본 논문에서 제안한 곱셈기는 기존의 곱셈기와 비교하여 2/3정도의 구조 복잡도를 줄일 수 있다. 본 논문에서 제안한 구조는 크기에 제한을 갖는 스마트 카드 등에서 사용될 공개키 암호의 핵심이 되는 지수기의 구현을 위한 효율적인 기본구조로 사용될 수 있을 것이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.100-108
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• 2018

512/1,024/2,048/3,072 비트의 4가지 키 길이를 지원하는 scalable RSA 공개키 암호 프로세서를 설계하였다. RSA 암호의 핵심 연산블록인 모듈러 곱셈기를 CIOS (Coarsely Integrated Operand Scanning) 몽고메리 모듈러 곱셈 알고리듬을 이용하여 32 비트 데이터 패스로 설계하였으며, 모듈러 지수승 연산은 Left-to-Right (L-R) 이진 멱승 알고리듬을 적용하여 구현하였다. 설계된 RSA 암호 프로세서를 Virtex-5 FPGA로 구현하여 하드웨어 동작을 검증하였으며, 512/1,024/2,048/3,072 비트의 키 길이에 대해 각각 456,051/3,496,347/26,011,947/88,112,770 클록 사이클이 소요된다. $0.18{\mu}m$ CMOS 표준셀 라이브러리를 사용하여 100 MHz 동작 주파수로 합성한 결과, 10,672 GE와 $6{\times}3,072$ 비트의 메모리로 구현되었다. 설계된 RSA 공개키 암호 프로세서는 최대 동작 주파수는 147 MHz로 예측되었으며, 키 길이에 따라 RSA 복호 연산에 3.1/23.8/177/599.4 ms 가 소요되는 것으로 평가되었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.39-52
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• 1998

본 논문에서는 모듈러 지수승시에 요구되는 모듈러 곱셈의 반복 횟수를 줄이기 위해 SM(m)기법을 제안하며 지수를 SM(m)표현과 시스톨릭 SM(m) 표현으로 변환한다.그리고 변환된 스스톨릭 SM(m) 표현으로부터 모듈러 지수연산을 위한 선형시스톨릭 어레이를 제시한다. 제안된 기법은 기존의 방법보다 소프트웨어로 구현시에 선 계산기에 필요한 기업 장소의 크기를 줄였으며, 선형 시스톨릭 어레이로 구현시에 기존의 방법들보다 처리기의 개수를 감소시키며, 처리기내에 필요한 기억 장소의 크기를 줄였다. 수정된 부호화 디지트 기법과 비교하면 처리기의 개수를 24%정도 줄일 수 있다.