• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2002년도 춘계종합학술대회
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• pp.257-260
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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 암.복호 처리율이 향상되도록 하였다. 라운드 처리부의 주요 블록들이 암호화와 복호화 과정에서 하드웨어 자원을 공유할 수 있도록 설계함으로써, 면적과 전력소비가 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-$\mu\textrm{m}$ CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과, 약 25,000개의 게이트로 구현되었으며, 2.5-V 전원전압에서 220-MHz 클록으로 동작하여 약 520-Mbits/sec의 성능을 갖는 것으로 예측되었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권7호
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• pp.3608-3628
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• 2017

Several block cipher modes of operation have been proposed in the literature to protect sensitive information. However, different security analysis models have been presented for attacking them. The analysis indicated that most of the current modes of operation are vulnerable to several attacks such as known plaintext and chosen plaintext/cipher-text attacks. Therefore, this paper proposes a secure block cipher mode of operation to thwart such attacks. In general, the proposed mode combines one-time chain keys with each plaintext before its encryption. The challenge of the proposed mode is the generation of the chain keys. The proposed mode employs the logistic map together with a nonce to dynamically generate a unique set of chain keys for every plaintext. Utilizing the logistic map assures the dynamic behavior while employing the nonce guarantees the uniqueness of the chain keys even if the same message is encrypted again. In this way, the proposed mode called SPCBC can resist the most powerful attacks including the known plaintext and chosen plaintext/cipher-text attacks. In addition, the SPCBC mode improves encryption time performance through supporting parallelized implementation. Finally, the security analysis and experimental results demonstrate that the proposed mode is robust compared to the current modes of operation.

• Journal of Computing Science and Engineering
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• 제8권4호
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• pp.187-198
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• 2014

In this paper an efficient image encryption scheme based on cyclic rotations and multiple blockwise diffusions with two chaotic maps is proposed. A Sin map is used to generate round keys for the encryption/decryption process. A Pomeau-Manneville map is used to generate chaotic values for permutation, pixel value rotation and diffusion operations. The encryption scheme is composed of three stages: permutation, pixel value rotation and diffusion. The permutation stage performs four operations on the image: row shuffling, column shuffling, cyclic rotation of all the rows and cyclic rotation of all the columns. This stage reduces the correlation significantly among neighboring pixels. The second stage performs circular rotation of pixel values twice by scanning the image horizontally and vertically. The amount of rotation is based on $M{\times}N$ chaotic values. The last stage performs the diffusion four times by scanning the image in four different ways: block of $8{\times}8$ pixels, block of $16{\times}16$ pixels, principal diagonally, and secondary diagonally. Each of the above four diffusions performs the diffusion in two directions (forwards and backwards) with two previously diffused pixels and two chaotic values. This stage makes the scheme resistant to differential attacks. The security and performance of the proposed method is analyzed systematically by using the key space, entropy, statistical, differential and performance analysis. The experimental results confirm that the proposed method is computationally efficient with high security.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.675-683
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• 2009

암호/복호 알고리즘이 서로 다른 RC6을 간단한 논리 연산과 회전 연산을 사용한 대칭단의 삽입으로 암호/복호를 같게 하는 알고리즘을 제안한다. 즉 RC6의 전체 라운드의 반은 RC6의 암호 알고리즘을, 나머지 반은 RC6의 복호 알고리즘을 사용하고 암호와 복호 알고리즘 중간에 대칭 단을 넣어 암호/복호가 같은 개선된 RC6을 구현했다. 제안한 RC6 알고리즘은 기존의 RC6 알고리즘과 수행 속도에서는 거의 차이가 없고, 안전성은 대칭단의 삽입으로 차분 및 선형 분석에 필요한 높은 확률의 패스를 단절시켜 효과적인 분석을 어렵게 하고 있다. 제안한 대칭단 알고리즘은 암호/복호가 다른 블록 암호 알고리즘에 간단히 적용하여 암호/복호가 같게 만들 수 있으며, 새로운 블록 암호 알고리즘의 설계에도 좋은 아이디어로 사용할 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.1608-1616
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• 2015

128/192/256-비트의 마스터키 길이를 지원하는 경량 블록암호 알고리듬 LEA-128/192/256의 효율적인 하드웨어 설계를 기술한다. 저면적, 저전력 LEA 프로세서 구현을 위해 세 가지 마스터키 길이에 대한 암호/복호 키 스케줄링의 하드웨어 자원이 공유되도록 설계를 최적화하였다. 또한, 키 스케줄러의 병렬 레지스터 구조와 새로운 동작방식을 고안하여 키 스케줄링에 소요되는 클록 수를 감소시켰으며, 이를 통해 암호/복호 동작속도를 20~30% 향상시켰다. 설계된 LEA 프로세서는 FPGA 구현을 통해 하드웨어 동작을 검증하였으며, 113 MHz 클록으로 동작하여 마스터키 길이 128/192/256-비트 모드에서 각각 181/162/109 Mbps의 성능을 갖는 것으로 평가 되었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.971-977
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• 2019

본 논문에서는 국제 표준 블록 암호 AES와 국산 표준 경량 블록 암호인 LEA의 암복호화 속도를 비교 실험한 결과를 소개하고, LEA의 사물인터넷 기기 통신에의 활용 가능성을 확인한다. 두 암호 알고리즘의 속도 측정을 위하여, AES의 경우는 256비트의 무작위 생성 비밀키를, LEA의 경우는 128비트의 무작위 생성 비밀키를 이용하여 암복호화를 수행하였다. 아두이노를 이용한 실험을 진행한 결과, 256비트 비밀키 AES 알고리즘의 경우 암복호화에 약 45ms가 소모되었고, LEA의 경우 128비트 비밀키에 대하여 암복호화에 약 4ms가 소모되었다. 알고리즘 구현 방식과 실험 환경에 따라 속도 차이는 매우 다양할 수 있으나, 본 실험 결과를 통하여 LEA 알고리즘은 경량 에너지 환경을 요구하는 사물인터넷 기기의 보안 알고리즘으로서 충분히 고려해볼 만하다는 것을 확인하였다.

• 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.

• 정보보호학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.27-38
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• 1999

DC 및 LC에 대하여 증명 가능한 안전성을 제공하는 2-블록 구조를 라운드 함수의 위치에 따라 서 C(Center)-형 R(Right)형 L(Left)-형으로 구분하고 각각에 대한 고차 차분 공격 측면의 안전성을 분 석한다. 4라운드 암호화 함수인 경우 세가지 2-블록 구조는 고차 차분 공격에 대하여 동일 한 안전성을 제공한다는 사실을 증명하며 5라운드 이상의 암호화 함수에 대해서는 병렬 연산이 가능한 R-형 구조가 C-형과 l-형에 비해서 계산 효율성은 높지만 고차 차분 공격 측면의 안전성은 떨어진다는 사실을 밝힌 다. We study on the security for the block ciphers with 20block structure which have provable security against DC and LC on the view point of higher order DC, 2-block structures are classified three types according to the location of round function such as C(Center)-type R(Right)-type and L(Left)-type We prove that in the case of 4 rounds encryption function these three types provide the equal strength against higher order DC and that in the case of 5 or more rounds R-type is weaker than C-type and L-type.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제8권4호
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• pp.433-436
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• 2010

In this paper, we presented a ciphering method whose target data is any kind of digital bit-stream. It uses a chaotic system as the main encrypting tool, MISR (Multi-Input Signature Register), and shift-and-rotation function, all of which are exclusive-ORed with the plaintext. Also, it incorporates a cipher text feedback mode such that part of the previously ciphered data is fed back to encrypt the current data. The encryption block size and the amount of feedback data are different at each ciphering operation. Experimental results with the image/video date showed that this method has enough speed and encryption effect with negligible latency time. Thus, we are expecting it to have various application areas that need high speed stream ciphering with high security level.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.888-894
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• 2015

국가보안기술연구소(NSRI)에서 개발된 경량 블록암호 알고리듬 LEA(Lightweight Encryption Algorithm)의 효율적인 하드웨어 설계에 대해 기술한다. 마스터키 길이 128비트를 지원하도록 설계되었으며, 라운드 변환블록과 키 스케줄러의 암호화 연산과 복호화 연산을 위한 하드웨어 자원이 공유되도록 설계하여 저전력, 저면적 구현을 실현했다. 설계된 LEA 프로세서는 FPGA 구현을 통해 하드웨어 동작을 검증하였다. Xilinx ISE를 이용한 합성결과 LEA 코어는 1,498 슬라이스로 구현되었으며, 135.15 MHz로 동작하여 216.24 Mbps의 성능을 갖는 것으로 평가 되었다.