• 전기전자학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.104-109
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• 2018

본 논문에서는 국내 표준으로 제정된 ARIA 알고리즘을 High Throughput을 위한 하드웨어 구조를 제안하고 구현하였다. 치환 계층의 고속 처리를 위하여 ROM table 구성과 라운드 내부의 파이프라인 방식을 이용하며, 12 라운드를 확장된 구조로 설계하여 병렬 특성을 활용 가능한 설계 방법을 제안한다. 본 논문은 VHDL을 이용하여 RTL 레벨로 설계 되었으며, 합성 툴인 Synplify를 이용하였으며, 시뮬레이션을 위해 ModelSim을 이용하였다. 본 논문에서 제시한 하드웨어 구조는 Xilinx VertxeE Series 디바이스를 이용하였으며 68.3 MHz의 주파수 및 674Mbps의 Throughput을 나타낸다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.91-94
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• 2012

본 논문에서는 국내 표준(KS)으로 제정된 블록암호 알고리듬 ARIA의 효율적인 하드웨어 구현을 제안한다. 제안된 ARIA 암 복호 프로세서는 표준에 제시된 세 가지 마스터 키 길이 128/192/256-비트를 모두 지원하도록 설계되었으며, 회로의 크기를 줄이기 위해 키 확장 초기화 과정과 암 복호 과정에 사용되는 라운드 함수가 공유되도록 설계를 최적화 하였으며, 이를 통해 게이트 수를 약 20% 감소시켰다. 설계된 ARIA 암 복호 프로세서를 FPGA로 구현하여 하드웨어 동작을 검증하였으며, 0.13-${\mu}m$ CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 33,218 게이트로 구현되어 640 Mbps@100 MHz의 성능을 갖는 것으로 평가되었다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제8권11호
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• pp.271-276
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• 2019

LUT 기반의 S-Box를 사용하는 기존의 ARIA 알고리듬은 처리속도는 빠르지만 회로의 크기가 매우 커지게 되어 저면적이 요구되는 소형의 휴대용 기기에는 적용하기 어렵다. 본 논문에서는 하드웨어 면적의 감소를 위해 개선된 합성체 S-Box를 기반으로 한 최적의 ARIA 암호프로세서 설계를 제안한다. ARIA 알고리듬에서의 키 스케쥴링 과정에서 확산 및 치환 계층에서 반복적으로 사용한다. 여기에서는 또한, 키 스케쥴링 과정에서의 사용 면적을 최소화하는 방안으로 치환과 확산 계층에서 하드웨어 자원의 공유 방법을 제안한다. 설계된 ARIA 암호프로세서는 Verilog-HDL을 이용하여 회로를 기술하였고, Xilinx XC3S1500을 타겟으로 하여 논리 합성을 수행하였다. 설계된 시스템의 기능 검증을 위해 Mentor사의 Modelsim 10.4a 툴을 이용하여 논리 및 타이밍 시뮬레이션을 수행하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제5권2호
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• pp.33-40
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• 2016

최근 소셜 네트워크 서비스(SNS)의 발전으로 빅데이터가 출현하였고, 이를 분석하기 위한 분산 병렬 플랫폼으로 하둡이 개발되었다. 하둡을 사용하는 기업은 개인적인 정보가 포함된 데이터를 분석하여 마케팅 등에 활용하고 있다. 이에 따라, 하둡에 저장된 센서티브(sensitive) 데이터의 유출을 방지하기 위한 데이터 암호화 연구가 수행되었다. 하지만 기존 데이터 암호화에 대한 연구는 국외 표준인 AES 암호화 알고리즘만을 지원하는 한계점이 존재한다. 한편 정부에서는 데이터 암호화 알고리즘으로 ARIA 알고리즘을 국내 표준으로 지정하였다. 본 논문에서는 하둡 상에서 ARIA 알고리즘을 이용한 HDFS 데이터 암호화 기법을 제안하였다. 첫째, 제안하는 암호화 기법은 하둡의 분산 컴퓨팅 환경에서 ARIA 암호화 및 복호화를 수행하는 HDFS 블록 분할 컴포넌트를 제공한다. 둘째, 제안하는 암호화 기법은 데이터의 마지막 블록이 128비트 단위의 데이터가 아닐 경우, 더미(dummy) 데이터를 추가하여 암호화 및 복호화를 수행하는 가변길이 데이터 처리 컴포넌트를 제공한다. 마지막으로 성능 평가를 통해, 제안하는 ARIA 기반 암호화 기법이 텍스트 문자열 처리 응용 및 과학 데이터 분석 응용에서 효과적으로 사용될 수 있음을 보였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.237-240
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• 2012

본 논문에서는 국내 표준(KS)으로 제정된 블록암호 알고리듬 ARIA의 하드웨어 구현을 제안한다. 제안된 ARIA 암 복호 코어는 표준에 제시된 세 가지 마스터 키 길이 128/192/256-비트를 모두 지원하도록 설계되었으며, ECB, CBC, CTR, OFB와 같은 4개의 암호 운영모드를 지원한다. 회로의 크기를 줄이기 위해 키 확장 초기화 과정과 암 복호 과정에 사용되는 라운드 함수가 공유되도록 설계를 최적화 하였다. 설계된 ARIA 암 복호 코어를 FPGA로 구현하여 하드웨어 동작을 검증하였으며, 1.07 Gbps@167 MHz의 성능을 갖는 것으로 평가되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권4호
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• pp.29-36
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• 2005

본 논문은 2004년 12월 국내 표준(KS)으로 제정된 ARIA 암호 알고리듬의 하드웨어 구조를 처음으로 제안하고 있다. ARIA 암호 알고리듬은 알려진 공격에 대하여 안전하며, Involution SPN (Substitution Permutation Network)으로써 구조적 효율성도 높다. 1 cycle/round 구조로 갖는 제안된 ARIA 구조는 회로 크기를 줄이기 위해 s-box를 듀얼 포트 롬과 배럴 로테이터를 채택한 고속의 라운드 키 생성기를 포함하고 있다. 제안된 ARIA는 Xilinx VirtexE-1600 FPGA를 사용하여 구현하였고, 1,490 slices와 16 RAM 블록을 사용해서 437 Mbps의 성능을 낸다. 설계된 ARIA 블록을 검증하기 위해서 영상 데이터를 암호화(복호화)하여 통신하는 시스템을 개발하였다. 설계한 ARIA는 IC 카드뿐만 아니라 데이터 저장이나 인터넷 보안 규격(IPSec, TLS)과 같은 많은 데이터를 고속 처리가 필요한 응용에 적용될 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.2517-2524
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• 2012

국가표준으로 제정된 블록암호 알고리듬 ARIA의 효율적인 하드웨어 구현에 대해 기술한다. 본 논문의 ARIA 암 복호 프로세서는 표준에 제시된 3가지 마스터 키 길이 128/192/256-비트와 ECB, CBC, OFB, CTR의 4가지 운영모드를 지원하도록 설계되었다. 키 확장 초기화 과정과 암 복호 과정에 사용되는 라운드 함수가 공유되도록 설계를 최적화 하였으며, 이를 통해 게이트 수를 약 20% 감소시켰다. 설계된 ARIA 암 복호 프로세서를 FPGA로 구현하여 하드웨어 동작을 검증하였으며, $0.13-{\mu}m$ CMOS 표준셀로 합성한 결과 46,100 게이트로 구현되었다. 레이아웃의 면적은 $684-{\mu}m{\times}684-{\mu}m$ 이며, 200 MHz@1.2V로 동작하여 1.28 Gbps의 성능을 갖는 것으로 평가되었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.359-362
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• 2014

최근 서버는 다양한 응용서비스를 제공하기 때문에 수많은 데이터를 빠르게 처리할 수 있는 능력이 요구되고 동시에 보안의 필요성이 강조되고 있다. 서버 보안에는 국제 표준 암호 알고리즘인 AES 암호 알고리즘이 주로 사용된다. AES 암호 알고리즘은 암호학적 안전성과 성능 우수성을 인정받아 여러 나라에서 활용되고 있다. 국내에서는 2004년 ARIA 암호 알고리즘 개발을 시작으로, 최근 2012년 LEA 암호 알고리즘이 개발되었고 암호학적 안전성 또한 인정받았다. 본 논문에서는 다양한 서버환경에서 국제 표준 AES 암호 알고리즘, 국내표준 ARIA 암호 알고리즘과의 성능비교분석을 통해 LEA 암호 알고리즘의 우수성을 보이고자 한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.15-29
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• 2014

스마트기기를 기반으로 한 사회적, 경제적 활동이 증가함에 따라 다양한 플랫폼에서의 사용자 프라이버시에 대한 안전성과 신뢰성 등의 문제가 대두되고 있다. 이에 따라 정보보호를 목적으로 한 국내 표준 암호 알고리즘들이 개발되었고 이를 다양한 환경에서 얼마나 효율적으로 구현하느냐 또한 중요한 이슈가 되었다. 또한 국내 암호 모듈의 사용이 권장됨에 따라 다양한 환경에서의 SEED와 ARIA의 설계와 구현방식이 논의되고 연구가 되고 있다. SEED와 ARIA는 국내 암호 표준으로써 128비트의 평문을 암호화하며 각각 Feistal, SPN 구조로 이루어져 있는 블록 암호 알고리즘이다. 본 논문은 국내 알고리즘인 SEED와 ARIA를 GEZEL 언어를 이용하여 구현한 첫 논문으로서 GEZEL을 이용한 설계방법과 특징을 구체적으로 설명하고, GEZEL을 이용한 개발의 효율성 및 유연성을 보였다. GEZEL로 구현한 SEED는 69043slice의 면적과 146.25Mhz의 최대 동작 주파수로 동작했고, ARIA는 7282 slice의 면적과 286.172Mhz의 최대 동작 주파수로 동작했다. 또한, SEED는 시그널플로우 방식으로 설계 시 296%가량 속도가 향상되었다.

• ETRI Journal
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• 제34권1호
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• pp.76-86
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• 2012

The block cipher ARIA has been threatened by side-channel analysis, and much research on countermeasures of this attack has also been produced. However, studies on countermeasures of ARIA are focused on software implementation, and there are no reports about hardware designs and their performance evaluation. Therefore, this article presents an advanced masking algorithm which is strong against second-order differential power analysis (SODPA) and implements a secure ARIA hardware. As there is no comparable report, the proposed masking algorithm used in our hardware module is evaluated using a comparison result of software implementations. Furthermore, we implement the proposed algorithm in three types of hardware architectures and compare them. The smallest module is 10,740 gates in size and consumes an average of 47.47 ${\mu}W$ in power consumption. Finally, we make ASIC chips with the proposed design, and then perform security verification. As a result, the proposed module is small, energy efficient, and secure against SODPA.