• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2002년도 가을 학술발표논문집 Vol.29 No.2 (3)
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• pp.385-387
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• 2002

인터넷 상에서 IP 주소의 부족 문제를 해결하기 위해 IPv6 프로토콜이 제안되었고 현재 실용화 단계에 접어들었다. IPv6에서는 보안기능의 강화를 위해 IPsec 프로토콜을 기본 요구사항으로 채택하였고, 본 논문에서는 이러한 IPsec 프로토콜을 하드웨어로 설계하고 구현하였다. 이를 위해 IPv6에서 보안기능을 담당하는 헤더와 IPsec의 기간 암호화 알고리즘을 설계하여 각각 VHDL로 구현하였고, 전용 FPGA 보드와 IPv6 테스트망에서 그 기능과 성능을 검증하였다. 구현된 IPsec 프로토콜 칩은 TCP／IPv6와 IPsec 프로토콜을 하나의 칩으로 구현함으로써 별도의 프로세서 없이 인터넷 접속 기능과 보안기능을 동시에 제공하며 소프트웨어 모듈보다 뛰어난 성능을 나타낸다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 춘계학술대회
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• pp.185-187
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• 2017

국제 표준화 기구인 ISO/IEC와 NIST(National Institute of Standards and Technology)에서는 정보 유출 방지 및 정보의 유효성 인증을 위해 다양한 암호 기법들을 표준으로 권고하고 있다. 그 중 NIST SP 800-38D에서 표준으로 권고된 GCM(Galois/Counter Mode) 인증 암호화 모드는 블록암호의 CTR 운영모드와 GHASH를 이용하여 메시지의 기밀성과 무결성을 동시에 제공하는 운영모드이다. 본 논문에서는 ARIA 블록암호 기반의 ARIA-GCM 프로세서를 Verilog HDL로 모델링 하고, Virtex5 FPGA로 구현하여 정상 동작함을 확인하였다. $0.18{\mu}m$ 공정의 CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 20 MHz의 동작주파수에서 44,986 GE로 구현되었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2002년도 추계학술발표논문집 (중)
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• pp.897-900
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• 2002

인터넷은 공개된 네트워크이므로 사용자에게 편리성을 제공하지만 정보통신 시스템의 보호취약점이 심각하게 노출되기 시작하면서 보호의 필요성에 대한 인식이 높아지고 있어 정보보호 산업은 정보산업과 전반적인 발전뿐만 아니라 국가전략차원에서도 가장 중요한 요소의 하나로 부각되고 있다. 본 논문에서는 기밀성 제공 측면에서 가장 널리 쓰이는 블록 암호 알고리즘의 국내 표준인 SEED와 차세대 암호 알고리즘으로 미연방 표준인 AES Rijndael을 단일칩으로 통합 구현하였다. 두 알고리즘 모두 라운드 변환을 반복 처리하는 구조를 채택하였으며, 자원을 최대한 공유할 수 있도록 설계하였다. 설계된 암호 프로세서는 Xilinx XCV-1000E FPGA로 구현, 테스트 보드 상에서 기능을 검증하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2002년도 추계학술발표논문집 (중)
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• pp.1147-1150
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• 2002

가입자 망 기술의 발달과 멀티미디어 통신 필요의 증대로 댁내에서도 다수의 PC 와 정보가전기기를 하나로 묶는 홈네트워크가 구축되고 있으며, 이를 외부와 안전하게 연결하기 위한 요구가 증대되고 있다. 따라서, 초고속 외부망과 내부의 정보가전망을 하나로 연결하기 위한 홈게이트웨이가 개발 및 보급되고 있으며 홈게이트웨이 시스템에서 소프트웨어 혹은 하드웨어 방식으로 네트워크 보안 기능을 제공하고 있다. 그러나 하드웨어 방식을 사용하지 않는 임베디드 시스템 기반의 VPN 시스템은 대부분의 처리 시간의 암호화에 소요함으로 실제적인 사용자 요구사항에 정의된 통신 속도에 미치지 못한다. 이 글에서는 IPSec 기반 VPN 보안 기능을 모토롤라의 MPC180 보안 프로세서를 사용하여 하드웨어적으로 홈게이트웨이 시스템에 구현하여 그 성능을 분석한 결과 소프트웨어적으로는 만족할 수 없는 사용자 요구사항인 통신속도를 만족할 수 있음을 보였다.

• 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.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 봄 학술발표논문집 Vol.30 No.1 (A)
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• pp.100-102
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• 2003

멀티미디어 데이터 처리나 암호화 알고리즘과 같은 계산양이 많고 빠른 시간 안에 처리되어야하는 어플리케이션들을 처리하기 위하여 재구성 가능한 논리소자와 내장형 마이크로 프로세서등이 하나의 칩에 통합된 재구성 가능한 SoC가 폭넓게 활용되고 있다. 이러한 컴퓨팅 환경의 시장적응성을 높이기위해서는 프로토타입을 제작하기 전에 설계변수에 따른 성능수치를 이미 예측하여 최소의 비용으로 시스템의 수행 시간 및 자원제약사향을 만족할 수 있는 구조를 찾아내는 것이 필수적이다. 본 논문에서는 Y-chart 설계 방법의 기본 개념을 재구성 가능한 SoC에 적용가능하도록 확장하여, 시스템 수준의 설계공간 탐색 도구를 개발하였다. 구현된 설계 공간 탐색을 통한 시뮬레이션 결과는 시스템 설계자들에게 실제 포로토타입을 구축하지 않고 최적의 설계변수를 결정할 수 있게 하여 설계시간과 설계비용을 현저하게 줄여줄 것으로 기대된다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제13권4호
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• pp.231-239
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• 2007

본 논문에서는 국내 표준 128비트 블록 암호화 알고리즘인 SEED를 하드웨어로 설계할 경우 면적-성능간의 trade-off 관계를 보여준다. 본 논문에서 다음 4가지 유형의 설계 구조를 비교한다. (1) Design 1 : 16 라운드 완전 파이프라인 방식, (2) Design 2 : 단일 라운드의 반복 사용 방식 (3) Design 3 : G 함수 공유 및 반복 사용 방식 (4) Design 4 : 단일 라운드 내부 파이프라인 방식. (1),(2),(3)의 방식은 기존의 논문들에서 제안한 각기 다른 설계 방식이며 (4)번 설계 방식이 본 논문에서 새롭게 제안한 설계 방식이다. 본 논문에서 새롭게 제안한 방식은, F 함수 내의 G 함수들을 파이프라인 방식으로 연결하여 면적 요구량을 (2)번에 비해서 늘이지 않으면서도 파이프라인과 공유블록 사용의 효과로 성능을 Design 2와 Design 3보다 높인 설계 방식이다. 본 논문에서 4가지 각기 다른 방식을 각각 실제 하드웨어로 설계하고 FPGA로 구현하여 성능 및 면적 요구량을 비교 분석한다. 실험 분석 결과, 본 논문에서 새로 제안한 F 함수 내부 3단 파이프라인 방식이 Design 1 방식을 제외하고 가장 throughput 이 높다. 제안된 Design 4 가 단위 면적당 출력성능(throughput)면에서 다른 모든 설계 방식에 비해서 최대 2.8배 우수하다. 따라서, 새로이 제안된 SEED 설계가 기존의 설계 방식들에 비해서 면적대비 성능이 가장 효율적이라고 할 수 있다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권4호
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• pp.59-67
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• 2016

각종 계량기, 웨어러블 디바이스 등의 사물에 통신기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 사물인터넷 (Internet of Things or IoT) 기술의 발전과 함께, 이에 사용 가능한 소면적 임베디드 프로세서에 대한 수요가 증가하고 있다. 본 논문에서는 이러한 사물인터넷 분야에 사용 가능한 소면적 32-bit 파이프라인 프로세서인 Juno를 소개한다. Juno는 즉치 값 확장이 편리한 EISC (extendable instruction set computer) 구조이며, 파이프라인의 데이터 의존성을 줄이기 위해 2/3단 파이프라인 구조를 택하였다. PC (program counter) 레지스터와 두 개의 파이프라인 레지스터만을 컨트롤함으로써 전체 파이프라인을 컨트롤할 수 있는 간단한 구조의 소면적 파이프라인 컨트롤러를 갖는다. 무선 통신에 필요한 암호화 등의 연산을 수행하기 위한 $32{\times}32=64$ 곱셈 연산, 64/32=32 나눗셈 연산, $32{\times}32+64=64$ MAC 연산, 32*32=64 Galois 필드 곱셈 연산을 모두 지원하지만, 모든 연산기를 선택적으로 구현하여 필요에 따라서는 면적을 줄이기 위해 일부 연산기를 제외하고도 프로세서를 재합성할 수 있다. 이 경우 정수 코어의 gate count는 12k~22k 수준이고, 0.57 DMIPS/MHz와 1.024 Coremark/MHz의 성능을 보인다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.778-784
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• 2012

대칭형 블록 암호 시스템은 암호화와 복호화 과정에서 동일한 암호키를 사용한다. HIGHT 암호 알고리즘은 2010년 ISO/IEC에서 국제표준으로 승인된 모바일용 64비트 블록 암호기술이다. 본 논문에서는 HIGHT 블록 암호 알고리즘을 Verilog-HDL을 이용하여 설계하였다. ECB, CBC, OFB 및 CTR과 같은 블록 암호용 4개의 암호 운영모드를 지원하고 있다. 고정된 크기의 연속적인 메시지 블록을 암 복호화할 때, 매 34클럭 사이클마다 64비트 메시지 블록을 처리할 수 있다. Xilinx사의 vertex 칩에서 144MHz의 동작 주파수를 가지며, 최대 처리율은 271Mbps이다. 설계된 암호 프로세서는 PDA, 스마트 카드, 인터넷 뱅킹 및 위성 방송 등과 같은 분야의 보안 모듈로 응용이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.11-19
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• 2020

최신 GPU는 GPGPU를 활용하여 범용 연산이 가능하다. 뿐만 아니라, GPU는 내장된 다수의 코어를 활용하여 강력한 연산 처리량을 제공한다. AES 알고리즘은 다수의 병렬 연산을 요구하지만 CPU 구조에서는 효율적인 병렬처리가 이뤄지지 않는다. 따라서, 본 논문에서는 강력한 병력 연산 자원을 활용하는 GPGPU 구조에서 AES 알고리즘을 수행함으로써 AES 알고리즘 처리시간을 줄여보았다. 하지만, GPGPU 구조는 AES 알고리즘 같은 암호알고리즘에 최적화되어 있지 않다. 그러므로 AES 알고리즘에 최적화될 수 있도록 재구성 가능한 GPGPU 구조를 제안하고자 한다. 제안된 기법은 SM의 개수를 동적으로 할당하는 IPC 기반 SM 동적 관리 기법이다. IPC 기반 SM 동적 관리 기법은 GPGPU 구조에서 동작하는 AES의 IPC를 실시간으로 반영하여 최적의 SM의 개수를 동적으로 할당한다. 실험 결과에 따르면 제안된 동적 SM 관리 기법은 기존의 GPGPU 구조와 비교하여 하드웨어 자원을 효과적으로 활용하여 성능을 크게 향상시켰다. 일반적인 GPGP 구조와 비교하여, 제안된 기법의 AES의 암호화/복호화는 평균 41.2%의 성능 향상을 보여준다.