• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2003년도 추계종합학술대회
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• pp.196-198
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• 2003

본 논문에서는 미국 국립표준기술연구소(NIST)에서 채택한 차세대 암호 표준인 Rijndael 암호 알고리듬을 하드웨어로 구현한다. 효율적인 연산을 위해 라운드를 2개의 부분 라운드로 나누고 부분라운드 간에 파이프라인을 사용하였으며, 1 라운드 연산 시 평균적으로 5 클럭이 소요된다. AES-128 암호 알고리듬을 ALTERA FPGA를 사용하여 하드웨어로 구현 후 성능을 분석하였다. 구현된 AES-128 암호 알고리듬은 암호화시 최대 166 Mhz의 동작 주파수와 약 424 Mbps의 암호율을 가지고 복호화시 최대 142 Mhz의 동작 주파수와 약 363 Mbps의 복호율을 얻을 수 있었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.77-87
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• 2001

본 논문에서는 AES(Advanced Encryption Standard)로 채택된 Rijndael 알고리즘을 구현한 암호 프로세서를 설계하였다. 암호화와 복호화를 모두 수행할 수 있으며, 128비트의 블록과 128비트의 키 길이를 지원한다. 성능과 면적 측면을 모두 고려하여 가장 효율적인 구조로 한 라운드를 구현한 후, 라운드 수만큼 반복하여 암복호화를 수행하도록 하였다. 대부분의 다른 블록 암호 알고리즘과 달리 암복호화 시 구조가 다른 Rijndael의 특성으로 인한 면적의 증가를 최소화하기 위해 ByteSub와 InvByteSub은 알고리즘을 기반으로 구현함으로써 메모리로만 구현하는 방법에 비해 비슷한 성능을 가지면서 필요한 메모리 양은 1/2로 줄였다. 이와 같이 구현한 결과, 본 논문의 Rijndael 암호 프로세서는 0.5um CMOS 공정에서 약 15,000개의 게이트, 32K-bit ROM과 1408-bit RAM으로 구성된다. 그리고 한 라운드를 한 클럭에 수행하여 암복호화 하는데 블럭 당 총 11클럭이 걸리고, 110MHz의 동작 주파수에서 1.28Gbps의 성능을 가진다. 이는 현재 발표된 논문들과 비슷한 성능을 가지면서 면적의 가장 큰 비중을 차지하는 메모리 양은 절반 이상 감소하여 지금까지 발표된 논문 중 가장 우수한 면적 대 성능 비를 가지는 것으로 판단된다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 Ⅲ
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• pp.1399-1402
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• 2003

Paul Hocker has developed new attacks based on the electric consumption of cryptographic device such as smartcard that performs cryptographic computation. Among those attacks, the Differential Power Analysis(DPA) is one of the most impressive and most difficult to avoid. By analysing the power dissipation of encryption in a device, the secret information inside can be deduced. This paper presents that Advanced Encryption Standard(AES) is highly vulnerable to DPA and readily leaks away all secret keys through the experimental results for DPA. After all, it is required an implementation of the AES algorithm that is not vulnerable to DPA. We also propose countermeasures that employ asynchronous circuit.

• Journal of Ubiquitous Convergence Technology
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• 제2권1호
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• pp.12-17
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• 2008

In this paper, the 128bit AES block cipher algorithm OCB (Offset Code Book) mode for privacy and authenticity of high speed packet data was efficiently designed in C language level and was optimized to support the required capacity of contents server using high performance DSP. It is known that OCB mode is about two times faster than CBC-MAC mode. As an experimental result, the encryption / decryption speed of the implemented block cipher was 308Mbps, 311 Mbps respectively at 1GHz clock speed, which is 50% faster than a general design with 3.5% more memory usage.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 ITC-CSCC -2
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• pp.940-943
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• 2002

This paper presents hardware implementations of the two representative cryptographic algorithms, Advanced Encryption Standard (Rijndael), and the present American federal standard (Triple DES) using a PCI- based FPGA board named "EBSW-1" This board bases on a FPGA chip (Xilinx Virtex300 XCV300PQ240-4). The implementation results of these two algorithms were tested successfully. AES circuit could proceed an encryption as well as a decryption two times faster than the Triple-DES circuit, while the former circuit used higher rates of CLBs. Besides, if these architectures use pipeline-registers, the processing speed will be increased about 1.5 times than the presented circuits.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권6호
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• pp.80-88
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• 2008

본 논문에서는 스마트카드 적용을 위하여 국내외 블록 암호화 표준 알고리즘인 3-DES(Triple Data Encryption Standard), AES(Advanced Encryption Standard), SEED, HASH(SHA-1)를 통합한 저전력 암호화 엔진을 하드웨어로 구현하였다. 휴대용 기기에 필수적인 작은 면적과 저전력을 위하여 하나의 라운드에 대한 각각의 암호화 블록을 구현한 후 반복동작을 하도록 설계하였고 두 단계의 클록 게이팅 기술을 적용하였다. 설계한 통합 암호화 엔진은 ALTERA Excalibur EPXA10F1020C2를 사용하여 검증하였고 합성결과 7,729 LEs와 512 바이트 ROM을 사용하여 최대 24.83 MHz 속도로 동작이 가능하였다. 삼성 0.18 um STD130 CMOS 스탠다드 셀 라이브러리로 합성한 결과 44,452 게이트를 사용하며 최대 50 MHz의 속도로 동작이 가능하였다. 또한 전력소모를 측정한 결과 25 MHz의 속도로 동작할 경우 3-DES, AES, SEED, SHA-1 모드일 때 각각 2.96 mW, 3.03 mW, 2.63 mW, 7.06 mW의 전력소모를 할 것으로 예측되었다. 이러한 저전력 통합 암호화 엔진은 스마트카드 적용에 가장 적합한 구조를 갖고 있으며 그 외에도 다양한 암호화 시스템에 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 융합보안논문지
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• 제17권2호
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• pp.15-22
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• 2017

본 논문은 새로운 8-비트 AES (advanced encryption standard) 암호회로 설계를 제안한다. 대부분 8-비트 AES 암호회로는 성능을 희생시켜 하드웨어 크기를 줄인다. 제안한 AES는 2개의 분리된 S-box들을 갖고, 라운드 연산과 키 생성을 병렬로 연산함으로써, 고속 암호 연산이 가능하다. 제안된 AES 구조의 동작 실험 결과, 제안된 AES-128 구조의 최대 연산 지연은 13.0ns의 크기를 갖고, 77MHz의 최대 동작 주파수로 동작함을 확인하였다. 제안된 AES 구조의 성능은 15.2Mbps가 된다. 결론적으로, 제안된 AES의 성능은 기존 8-비트 AES 구조에 비해 1.54배 향상된 성능을 갖고, 회로크기 증가는 1.17배 증가로 제한된다. 제안된 8비트 구조의 AES-128은 8비트 연산 구조 채택에 따른 성능 감소를 줄이면서 저면적 회로로 구현된다. 제안된 8비트 AES는 고속 동작이 필요한 IoT 어플리케이션에 활용될 것으로 기대된다.

• 한국정보보호학회:학술대회논문집
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• 한국정보보호학회 2001년도 종합학술발표회논문집
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• pp.403-406
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• 2001

본 논문에서는 차세대 표준 알고리즘(AES: Advanced Encryption Standard)인 Rijndael 알고리즘의 고속화를 FPGA로 구현하였다. Rijndael 알고리즘은 미국 상무부 기술 표준국(NIST)에 의해 2000년 10월에 차세대 표준으로 선정된 블록 암호 알고리즘이다. FPGA(Field Programmable Gate Array)는 아키텍쳐의 유연성이 가장 큰 장점이며, 근래에는 성능면에서도 ASIC에 비견될 정도로 향상되었다. 본 논문에서는 128비트 키 길이와 블록 길이를 가지는 암호화(Encryption)블럭을 Xilinx VirtexE XCV812E-8-BG560 FPGA에 구현하였으며 약 15Gbits/sec의 성능(throughput)을 가진다. 이는 현재까지 발표된 FPGA Rijndael 알고리즘의 구현 사례 중 가장 빠른 방법 중의 하나이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권11호
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• pp.33-43
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• 2002

차세대 블록 암호 표준인 AES (Advanced Encryption Standard Rijndael(라인달) 암호 프로세서를 설계하였다. 라운드 변환블록 내부에 서브 파이프라인 단계를 삽입하여 현재 라운드의 후반부 연산과 다음 라운드의 전반부 연산이 동시에 처리되도록 하였으며, 이를 통하여 ${\cdot}$ 복호 처리율이 향상되도록 하였다. 라운드 처리부의 주요 블록들이 암호화와 복호화 과정에서 하드웨어 자원을 공유할 수 있도록 설계함으로써, 면적과 전력소모가 최소화되도록 하였다. 128-b/192-b/256-b의 마스터 키 길이에 대해 라운드 변환의 전반부 4 클록 주기에 on-the-fly 방식으로 라운드 키를 생성할 수 있는 효율적인 키 스케줄링 회로를 고안하였다. Verilog HDL로 모델링된 암호 프로세서는 Xilinx FPGA로 구현하여 정상 동작함을 확인하였다. 0.35-${\mu}m$ CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과, 약 25,000 개의 게이트로 구현되었으며, 2.5-V 전원전압에서 220-MHz 클록으로 동작하여 약 520-Mbits/sec의 성능을 갖는 것으로 예측되었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.155-157
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• 2016

한국 표준 블록암호 알고리듬 ARIA(Academy, Research Institute, Agency)와 미국 표준인 AES(Advanced Encryption Standard) 알고리듬은 128-비트 블록 길이를 지원하고 SPN(substitution permutation network) 구조를 특징으로 가져 서로 유사한 형태를 지닌다. 본 논문에서는 ARIA와 AES를 선택적으로 수행하는 ARIA-AES 통합 프로세서를 효율적으로 구현하였다. Verilog HDL로 설계된 ARIA-AES 통합 프로세서를 Virtex5 FPGA로 구현하여 정상 동작함을 확인하였고, $0.18{\mu}m$ 공정의 CMOS 셀 라이브러리로 100KHz의 동작주파수에서 합성한 결과 39,498 GE로 구현되었다.