• Current Optics and Photonics
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• 제6권5호
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• pp.453-462
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• 2022

Blockchain technology provides a decentralized and peer-to-peer network, which has the advantages of transparency and immutability. In this paper, a novel secure authentication scheme applying digital holography to blockchain technology is proposed to protect privacy information in network nodes. The transactional information of the node is chained permanently and immutably in the blockchain to ensure network security. By designing a novel two-dimensional (2D) array data structure of the block, a proof of work (PoW) in the blockchain is executed through digital holography technology to verify true authentication and legal block linkage. A hash generated from the proposed algorithm reveals a random number of 2D array data. The real identity of each node in the network cannot be forged by a hacker's tampering because the privacy information of the node is encrypted using digital holography and stored in the blockchain. The reliability and feasibility of the proposed scheme are analyzed with the help of the research results, which evaluate the effectiveness of the proposed method. Forgery by a malicious node is impossible with the proposed method by rejecting a tampered transaction. The principal application is a secure anonymity system guaranteeing privacy information protection for handling of large information.

• 반도체공학회 논문지
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• 제1권1호
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• pp.1-8
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• 2023

본 논문에서는 High-Level Synthesis(HLS)을 이용하여, 차세대 양자내성암호인 Crystals-Kyber를 하드웨어 가속기로 설계하여 FPGA에 구현하였으며, 성능 분석결과 우수성을 제시한다. Crystals-Kyber 알고리즘을 Vitis HLS 에서 제공하는 여러 Directive 를 활용해서 최적화 설계를 진행하고, AXI Interface 를 구성하여 FPGA-기반 양자내성암호 하드웨어 가속기를 설계하였다. Vivado 툴을 이용해서 IP Block Design 를수행하고 ZYNQ ZCU106 FPGA 에 구현하였다. 최종적으로 PYNQ 프레임워크에서 Python 코드로 동영상 촬영 및 H.264 압축을 진행한 후, FPGA 에 구현한 Crystals-Kyber 하드웨어 가속기를 사용해서 동영상 암호화 및 복호화 처리를 가속화하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제11권6호
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• pp.167-174
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• 2022

PIPO 경량 블록암호는 ICISC'20에서 발표된 암호이다. 본 논문에서는 32-bit RISC-V 프로세서 상에서 PIPO 경량 블록암호 ECB, CBC, CTR 운용 모드의 단일 블록 최적화 구현과 병렬 최적화 구현을 진행한다. 단일 블록 구현에서는 32-bit 레지스터 상에서 효율적인 8-bit 단위의 Rlayer 함수 구현을 제안한다. 병렬 구현에서는 병렬 구현을 위한 레지스터 내부 정렬을 진행하며, 서로 다른 4개의 블록이 하나의 레지스터 상에서 Rlayer 함수 연산을 진행하기 위한 방법에 대해 설명한다. 또한 CBC 운용모드의 병렬 구현에서는 암호화 과정에 병렬 구현 기법 적용이 어렵기 때문에 복호화 과정에서의 병렬 구현 기법 적용을 제안하며, CTR 운용모드의 병렬 구현에서는 확장된 초기화 벡터를 사용하여 레지스터 내부 정렬 생략 기법을 제안한다. 본 논문에서는 병렬 구현 기법이 여러 블록암호 운용모드에 적용 가능함을 보여준다. 결과적으로 ECB 운용모드에서 키 스케줄 과정을 포함하고 있는 기존 연구 구현의 성능 대비 단일 블록 구현에서는 1.7배, 병렬 구현에서는 1.89배의 성능 향상을 확인하였다.

• 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.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제30권3_4호
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• pp.149-159
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• 2003

최근 들어, 정보 보호의 필요성이 높아지면서, 암호화 및 복호화에 관한 관심이 커지고 있다. 특히, 대용량 정보의 실시간 고속 전송에 사용되기 위해서는 매우 빠른 암호화 및 복호화 기법이 요구되었다. 이를 위한 방안중의 하나로서 기존의 암호화 알고리즘을 하드웨어 회로로 구현하는 연구가 진행되어 왔다. 하지만, 기존 연구의 경우, 구현되는 회로 크기를 최소화하기 위해, 암호화 알고리즘들의 주요 특성인 병렬 수행 가능성을 무시한 채, 동일 회로를 여러번 반복 수행시키는 방법으로 설계하였다. 이에 본 논문에서는 1998년 한국정보보호센터에서 개발한 국내 표준 암호화 알고리즘 SEED의 병렬 특성을 충분히 활용하는 새로운 회로 설계 방법을 제안한다. 이 방법에서는 암호 연산부의 획기적인 속도 개선을 위해 암호 블록의 16 라운드 각각을 하나의 단계로 하는 16 단계의 파이프라인 방식으로 회로를 구성한다. 설계된 회로 정보는 VHDL로 작성되었으며, VHDL 기능 시뮬레이션 검증 결과, 정확하게 동작함을 확인하였다. 또한 FPGA용 회로 합성 도구를 이용하여, 회로 구현시 필요한 회로 크기에 대한 검증을 실시한 결과, 하나의 FPGA 칩 안에 구현 가능함을 확인하였다. 이는 단일 FPGA 칩에 내장될 수 있는 고속, 고성능의 암호화 회로 구현이 가능함을 의미한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.495-504
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• 2012

본 논문에서는 국제 표준 블록 암호 알고리즘인 HIGHT를 CPU 및 GPU 상에서 소프트웨어로 고속화 구현하기 위한 다양한 방법을 시도한다. 먼저 CPU 상에서는 32비트 및 64비트 운영체제를 고려하고 비트 슬라이싱 및 바이트 슬라이싱 기법을 적용한다. 이들 최적화 기법의 적용 결과, Intel core i7 920 CPU 상에서 64비트 운영체제를 이용할 경우 최대 1.48Gbps의 속도를 보여 슬라이싱이 적용되지 않은 기존 구현에 비해 최대 2.4배 빠른 성능을 확인할 수 있었다. 한편 GPU 상에서는 NVIDIA의 CUDA 라이브러리를 활용하였으며, 서브키 및 F 함수를 위한 룩업 테이블 등과 같이 자주 사용되는 데이터를 공유 메모리에 저장하여 사용하고, 전역 메모리에서 데이터를 읽어올 때는 통합 접근(coalesced access) 기법을 사용하는 등 최적화 기법들을 적용해 구현하였다. 특히 본 논문은 GPU 상에서 HIGHT를 최적화한 최초의 결과로, GPU 상에서도 바이트 슬라이싱 기법을 적용할 경우 단순 구현 결과보다 20% 이상 빠른 성능을 확인할 수 있었으며, CPU에 비해서는 약 31배 빠른 결과를 얻을 수 있었다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 ITC-CSCC -1
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• pp.164-167
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• 2002

This paper presents the design of Rijndael crypto-processor with 128 bits, 192 bits and 256 bits key size. In October 2000 Rijndael cryptographic algorithm is selected as AES(Advanced Encryption Standard) by NIST(National Institute of Standards and Technology). Rijndael algorithm is strong in any known attacks. And it can be efficiently implemented in both hardware and software. We implement Rijndael algorithm in hardware, because hardware implementation gives more fast encryptioN/decryption speed and more physically secure. We implemented Rijndael algorithm for 128 bits, 192 bits and 256 bits key size with VHDL, synthesized with Synopsys, and simulated with ModelSim. This crypto-processor is implemented using on-the-fly key generation method and using lookup table for S-box/SI-box. And the order of Inverse Shift Row operation and Inverse Substitution operation is exchanged in decryption round operation of Rijndael algorithm. It brings about decrease of the total gate count. Crypto-processor implemented in these methods is applied to mobile systems and smart cards, because it has moderate gate count and high speed.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제23권8호
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• pp.1030-1039
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• 2020

The biggest feature of the online environment is anonymity. So it is difficult to identify the sender accurately in Email. So we use PGP to enhance the security of email. PGP is an e-mail encryption program that has become the standard for email security worldwide. But PGP has a weak point in security. PGP can identify users, but it is difficult to verify reliability. In PGP, the more reliable other users guarantee that user are, the more reliable they are. In the previous study, the PGP structure was implemented by utilizing the block chain to lay the foundation, and in this paper, the structure of the previous article is applied to the e-mail environment to measure up the sender's reliability, and a system is proposed that allows users to distinguish the reliability of the message.

• 전기학회논문지P
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• 제62권2호
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• pp.98-102
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• 2013

There are so many CCTV in our streets, buildings and public places. Nevertheless, security methods for CCTV are rarely. This paper describes a study on developing a media crypto algorithm for anti-hacking into CCTV. H.264 codec is used to compress the video stream in CCTV systems. HIGHT algorithm provided by KISA is adopted as a crypto algorithm in our development. Other crypto methods except HIGHT could be selected by company's security police. Only some bytes in VCL(Video Coding Layer) of H.264 are encrypted to improve the performance of limited platforms, such as CCTV, WebCam, smartphone. Very fast and light crypto algorithm was developed by our researches.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2017년도 춘계학술발표대회
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• pp.382-383
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• 2017

최근 클라우드 기반의 스토리지 서비스가 지속적으로 성장하고 있다. 클라우드 스토리지 서비스는 데이터의 가용성 및 기밀성을 보장하기 위하여 다양한 암호화 방식을 사용한다. 그러나 기존 암호화 방식은 대용량 데이터 전송 시 처리 및 전송 속도가 저하되는 문제점이 발생한다. 이를 개선하기 위하여 파일 특성을 고려한 효율적인 부분 암호화 알고리즘을 설계하였다.