• 정보보호학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.41-47
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• 2008

본 논문에서는 유한 필드 GF($2^m$)상에서 모듈러 곱셈과 제곱을 동시에 수행하는 새로운 디지트 단위 LSB-우선 시스톨릭 구조를 제안한다. 디지트의 크기를 L이라고 할 경우, $L{\times}L$ 크기의 디지트 구조로 유도하기 위하여 기존의 곱셈과 제곱을 동시에 수행하는 알고리즘을 사용하고, 그 알고리즘에서 유도된 구조의 각 셀을 분리하고 인덱스 변환시킨 후 병합하는 방법을 사용한다. 본 논문에서 제안된 구조는 암호 프로세서를 위한 기본 구조로 이용될 수 있고, 단순성, 규칙성, 병렬성으로 인해 VLSI 구현에 적합하다.

• 한국정보보호학회:학술대회논문집
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• 한국정보보호학회 2002년도 종합학술발표회논문집
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• pp.77-80
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• 2002

그룹에 속한 멤버들만이 통신하고자 하는 그룹웨어 응용프로그램이 보안상 중요한 문제로 인식되면서, 그룹키를 안전하게 생성하여 나누어 갖는 것이 필요하게 되었다. 본 논문은 어떤 그룹에 속한 모든 멤버들이 잘 알려진 두 멤버간의 Diffie-Hellman의 키 교환 프로토콜을 이용하여, 모든 메시지들을 안전하게 전달함으로써 그룹키를 나누어 갖는 새로운 그룹키 동의 프로토콜을 제안한다. 이 프로토콜은 완전 이진 트리를 이용하여 기존의 많은 양의 모듈러 멱승 연산을 일부 곱셈 연산으로 전환함으로써, 그룹키를 만드는데 있이 모듈러 멱승 계산량을 줄이는데 효과적이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제27권9C호
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• pp.861-870
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• 2002

본 논문에서는 RSA 암호 알고리즘의 연산속도 문제에 초점을 맞추어 동작속도를 향상시키고 가변길이 암호화가 가능하도록 하는 새로운 구조의 1024-비트 RSA 암호시스템을 제안하고 이를 하드웨어로 구현하였다. 제안한 암호시스템은 크게 모듈러 지수승 연산 부분과 모듈러 곱셈 연산 부분으로 구성되었다. 모듈러 지수승 연산은 제곱 연산과 단순 곱셈 연산을 병렬적으로 처리할 수 있는 RL-이진 방법을 개선하여 적용하였다. 그리고 모듈러 곱셈 연산은 가변길이 연산과 부분 곱의 수를 감소하기 위해서 Montgomery 알고리즘에 4 단계 CSA 구조와 기수-4Booth 알고리즘을 적용하였다. 제안한 RSA 암호시스템은 하이닉스 0.35$\mu\textrm{m}$ Phantom Cell Library를 사용하여 하드웨어로 구현하였고 최대 1024-비트까지 가변길이 연산이 가능하였다. 또한 소프트웨어로 RSA 암호시스템을 구현하여 하드웨어 시스템의 검증에 사용하였다. 구현된 하드웨어 RSA 암호시스템은 약 190K의 게이트 수를 나타내었으며, 동작 클록 주기는 150MHz이었다. 모듈러스 수의 가변길이를 고려했을 때, 데이터 출력률은 기존 방법의 약 1.5배에 해당한다. 따라서 본 논문에서 제안한 가변길이 고속 RSA 암호시스템은 고속 처리를 요구하는 각종 정보보호 시스템에서의 사용 가능성을 보여주었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.95-105
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• 2002

본 논문에서는 공개키 암호 시스템에서 인증, 키 교환 및 전자 서명을 위해 사용되는 RSA 공개키 암호 알고리즘의 효율적인 하드웨어 구현 방법에 대해 기술하였다. RSA 공개키 알고리즘은 모듈러 멱승 연산에 의해 계산되어지며, 모듈러 멱승 연산은 반복적인 모듈러 곱셈 연산을 필요로 한다. 모듈러 곱셈 구현을 위한 많은 알고리즘 중, 하드웨어 구현의 효율성 때문에 Montgomery 알고리즘이 많이 사용되어지고 있다. 지금까지 몽고메리 알고리즘을 이용하여 고성능의 RSA 암호회로를 설계하는 연구는 많이 수행되어 왔으나, 대부분의 연구가 시스템의 고성능을 위한 연산 시간의 감소에 중점을 두고있다. 하드웨어 구현에 제한이 있는 시스템에서 하드웨어 설계 시 가장 고려해야 할 사항은 시스템의 성능과 면적을 고려한 설계이다. 이러한 이유로, 본 논문에서는 기존의 Montgomery 알고리즘을 저면적 회로에 적합한 구조로 개선하였으며, 개선된 알고리즘을 이용하여 ETRI에서 개발한 스마트 카드용 에뮬레이팅 시스템인 IESA 시스템에 적용하여 검증하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.548-555
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• 2022

본 논문은 타원곡선 디지털 서명 알고리듬 (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm; ECDSA)의 핵심 연산으로 사용되는 타원곡선 암호 (Elliptic Curve Cryptography; ECC)의 하드웨어 구현에 대해 기술한다. 설계된 ECC 프로세서는 NIST P-521 곡선 상의 8가지 연산 모드 (점 연산 4가지, 모듈러 연산 4가지)를 지원한다. 점 스칼라 곱셈 (PSM)에 필요한 연산량을 최소화하기 위해 5가지 PSM 알고리듬과 4가지 좌표계에 따른 연산 복잡도 분석을 토대로 radix-4 Booth 인코딩과 수정된 자코비안 좌표계를 적용하여 설계하였다. 모듈러 곱셈은 수정형 3-Way Toom-Cook 정수 곱셈과 수정형 고속 축약 알고리듬을 적용하여 구현되었다. 설계된 ECC 프로세서는 xczu7ev FPGA 디바이스에 구현하여 하드웨어 동작을 검증하였다. 101,921개의 LUT와 18,357개의 플립플롭 그리고 101개의 DSP 블록이 사용되었고, 최대 동작주파수 45 MHz에서 초당 약 370번의 PSM 연산이 가능한 것으로 평가되었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.736-741
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• 2022

격자 기반 암호화는 최악의 경우를 기반으로 한 강력한 보안, 비교적 효율적인 구현 및 단순성을 누리기 때문에 포스트 양자 암호화 방식 중 가장 실용적인 방식이다. 오류가 있는 링 학습(R-LWE)은 격자 기반 암호화(LBC)의 공개키암호화(Public Key Encryption: PKE) 방식이며, R-LWE의 가장 중요한 연산은 링의 모듈러 다항식 곱셈이다. 본 논문은 R-LWE 암호 시스템의 중간 보안 수준의 매개 변수 집합을 대상으로 하여 근사 컴퓨팅(Approximate Computing: AC) 기술을 기반으로 한 모듈러 곱셈기를 최적화하는 방법을 제안한다. 먼저 복잡한 로직을 간단하게 구현하는 방법으로 LUT을 사용하여 근사 곱셈 연산 중 일부의 연산 과정을 생략하고, 2의 보수 방법을 활용하여 입력 데이터의 값을 이진수로 변환 시 값이 1인 비트의 개수를 최소화하여 필요한 덧셈기의 개수를 절감하는 총 두 가지 방법을 제안한다. 제안된 LUT 기반의 모듈식 곱셈기는 기존 R-LWE 모듈식 곱셈기 대비 속도와 면적 모두 9%까지 줄어들었고, 2의 보수 방법을 적용한 모듈식 곱셈기는 면적을 40%까지 줄이고 속도는 2% 향상되는 것으로 나타났다. 마지막으로 이 두 방법을 모두 적용한 최적화된 모듈식 곱셈기의 면적은 기존대비 43%까지 감소하고 속도는 10%까지 감소하는 것으로 나타났다.

• 정보보호학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.193-199
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• 2017

본 논문에서는 정수 모듈러 N(홀수) 연산을 모듈러$(2^r-1)N$ 연산으로 변환하여 연산중 발생하는 오류를 탐지하는 방법을 제시한다. 제안하는 방법은 모듈러 직렬 곱셈기의 경우 공간 복잡도는 50% 정도, 시간 복잡도는 1% 미만 증가한다, 제안하는 방법은 r=2 인 경우 1 비트 오류는 99%, 2 비트 오류는 50%, r=3 인 경우 1, 2 비트 오류를 99% 탐지가 가능한 효율적인 오류 탐지 방법이다.

• 정보보호학회논문지
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• 제29권3호
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• pp.511-514
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• 2019

타원곡선암호시스템(ECC)은 같은 보안강도일 때 상대적으로 작은 키 길이를 가지며, 암호시스템의 효율성은 기존의 공개키 암호시스템과 같이 유한체 연산에 의존한다. 타원곡선 암호시스템의 경우 주로 이진체 또는 소수체에서 고려되며 유한체 연산에서 모듈러 곱셈 연산이 효율성에 가장 큰 영향을 미친다. 본 논문은 NIST P256에서 효율적인 모듈러 감산 방법을 제안한다. 제안하는 방법을 소프트웨어로 구현하면 결과 기존 대비 대략 25% 빨라진다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2000년도 가을 학술발표논문집 Vol.27 No.2 (1)
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• pp.590-592
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• 2000

Operator-level optimization of a systolic array for Montgomery Modular Multiplication(MMM) algorithm is presented in thin paper. The proposed systolic array is faster than that of C.D. Walter by 40%. Compared with J.B. Shin et al.'s, it is 25% faster.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 1998년도 춘계종합학술대회
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• pp.377-382
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• 1998

본 논문에서는 암호화 알고리즘인 IDEA(International Data Encryption Algorithm)를 분석하고 TMS320C542 EVM 보드에서 어셈블리 언어로 구현하였다. 또한 수행 속도에 매우 큰 영향을 미치는 핵심 연산인 모듈러 곱셈 연산에 대한 고속 알고리즘을 채택하여 속도 개선을 이루었다.