• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2004년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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• pp.47-50
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• 2004

In this paper, we implement an Elliptic Curve Cryptosystem(ECC) processor for DTCP. Because DTCP(Digital Transmission Content Protection) uses GF(p), where p is a 160-bit prime integer, we design a scalar multiplier based on GF(p). The scalar multiplier consists of a modular multiplier and an adder. The multiplier uses montgomery algorithm which is implemented with CSA(Carry-save Adder) and CLA(Carry-lookahead Adder). Our new scalar multiplier has been synthesized using Samsung 0.18 um CMOS technology and the maximum operation frequency is estimated 98 MHz, with the size about 65,000 gates. The resulting performance is 29.6 kbps, that is, it takes 5.4 msec to process a 160-bit data frame. We assure that this performance is enough to be used for digital signature, encryption/decryption, and key exchanges in real time environments.

• 정보보호학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.33-41
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• 2006

RSA 암호 시스템은 IC카드, 모바일 시스템 및 WPKI, 전자화폐, SET, SSL 시스템 등에 많이 사용된다. RSA는 모듈러 지수승 연산을 통하여 수행되며, Montgomery 곱셈기를 사용하는 것이 효율적이라고 알려져 있다. Montgomery 곱셈기에서 임계 경로 지연 시간(Critical Path Delay)은 세 피연산자의 덧셈에 의존하고 캐리 전파를 효율적으로 처리하는 문제는 Montgomery 곱셈기의 효율성에 큰 영향을 미친다. 최근 캐리 전파를 제거하는 방법으로 캐리 저장 덧셈기(Carry Save Adder, CSA)를 사용하는 연구가 계속 되고 있다. McIvor외 세 명은 지수승 연산에 최적인 CSA 3단계로 구성된 Montgomery 곱셈기와 CSA 2단계로 구성된 Montgomery 곱셈기를 제안했다. 시간 복잡도 측면에서 후자는 전자에 비해 효율적이다. 본 논문에서는 후자보다 빠른 연산을 수행하기 위해 캐리 전파 제거 특성을 가진 이진 부호 자리(Signed-Digit SD) 수 체계를 사용한다. 두 이진 SD 수의 덧셈을 수행하는 잉여 이진 덧셈기(Redundant Binary Adder, RBA)를 새로 제안하고 Montgomery 곱셈기에 적용한다. 기존의 RBA에서 사용하는 이진 SD 덧셈 규칙 대신 새로운 덧셈 규칙을 제안하고 삼성 STD130 $0.18{\mu}m$ 1.8V 표준 셀 라이브러리에서 지원하는 게이트들을 사용하여 설계하고 시뮬레이션 하였다. 그 결과 McIvor의 2 방법과 기존의 RBA보다 최소 12.46%의 속도 향상을 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.715-722
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• 2010

임의의 길이의 메시지를 160 비트의 해쉬(hash) 코드로 압축하는 한국형 해쉬 알고리듬 표준 HAS-160의 하드웨어 구현에 대해 기술한다. 저면적 구현과 고속 연산을 위해 단계연산 회로를 5:3 및 3:2 캐리보존 가산기(carry-save adder)와 캐리선택 가산기(carry-select adder)의 혼합구조를 사용하여 설계하였다. 512 비트 메시지 블록으로부터 160 비트의 해쉬코드를 생성하는데 82 클록주기가 소요되며, 50 MHz@3.3-V로 동작하는 경우 312 Mbps의 성능을 나타낸다. 설계된 HAS-160 프로세서는 FPGA 구현을 통해 기능을 검증하였으며, 0.35-${\mu}m$ CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 약 17,600개의 게이트와 약 $1\;mm^2$의 면적으로 구현되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권1C호
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• pp.131-139
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• 2008

본 논문에서는 새로운 다정도 캐리 세이브 가산기를 이용한 dual-field상의 확장성 있는 Montgomery 곱셈기를 제안한다. 제안한 구조는 유한체 GFP(p)와 GF($2^m$)상의 곱셈 연산을 수행한다. 제안한 다정도 캐리 세이브 가산기는 두 개의 캐리 세이브 가산기로 구성되며, w-비트의 워드를 처리하기 위한 하나의 캐리 세이브 가산기는 n = [w/b] 개의 캐리 전파 가산기로 이루어진다. 여기서 b는 하나의 캐리 전파 가산기가 포함하는 dual-filed 가산기의 개수이다. 제안된 Montgomery 곱셈기는 기존의 연구결과에 비해 거의 동일한 시간 복잡도를 가지지만 낮은 하드웨어 복잡도를 가진다. 뿐만 아니라 제안한 연산기는 기존의 연구와 달리 연산의 종료 시 정확한 모듈러 곱셈의 결과를 출력한다. 더욱이 제안한 회로는 m과 w에 대해 높은 확장성을 가진다. 따라서 본 논문에서 제안한 구조는 암호응용을 위한 GF(p)와 GF($2^m$)상의 곱셈기로서 매우 적합하다 할 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제33권4호
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• pp.223-230
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• 2006

가산기를 이용하여 몽고메리 곱셈을 수행하는 모듈라 곱셈기를 구현하는 방법은 선택한 가산기의 종류에 따라 달라진다. 가산기로 CPA를 사용하는 경우는 캐리 전파 문제가 발생되며, CSA를 사용하는 경우는 최종 결과 보정이 요구된다. 다정도 CSA는 CSA와 CPA를 접목함으로써 이 두 문제를 동시에 해결한 방식이다. 본 논문에서는 기존의 다정도 CSA의 캐리 체인 구조를 변경함으로써, 하드웨어 자원과 수행시간을 동시에 감소시킨 새로운 방식을 제안하였다. 결과적으로, 모듈라 곱셈기를 반복 사용하여 큰 정수의 곱셈과 멱승을 수행하는 모듈을 기존의 방식보다 더 빠르고 더 작게 구현할 수 있다.

• 한국정보기술응용학회:학술대회논문집
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• 한국정보기술응용학회 2001년도 추계공동학술대회 논문자료집 정보화 젼략 패러다임의 변화에 대한 보기술의 대응
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• pp.199-199
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• 2001

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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• pp.337-340
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• 2001

This paper presented a new structure of RSA cryptosystem using modified Montgomery algorithm and CSA(Carry Save Adder) tree. Montgomery algorithm was modified to a radix-4 modified Booth algorithm. By appling radix-4 modified Booth algorithm and CSA tree to modular multiplication, a clock cycle for modular multiplication has been reduced to (n＋3)/2 and carry propagation has been removed from the cell structure of modular multiplier. That is, the connection efficiency of full adders is enhanced.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2002년도 춘계학술발표논문집 (하)
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• pp.837-840
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• 2002

본 논문에서는 해쉬 함수를 바탕으로 한 메시지 인증 코드 중의 하나인 MD5 를 하드웨어로 설계하였다. MD5 는 block-chained digest 알고리즘으로 64 단계의 동일한 단계 연산 구조를 가지므로 가장 기본적인 연산 한 단계를 구현하여 반복적으로 수행하는 구조로 설계하였다. 단계 연산구조 내에서는 연속된 32bit 덧셈 연산이 이루어지는데 기존의 CLA(carry-lookahead-adder)만을 사용하여 구현한 구조 대신 본 논문에서는 CSA(carry-save-adder)와 CLA 를 혼용하였다. 덧셈연산의 결과는 순서와 상관없기 때문에 연산자의 덧셈 순서를 리스케줄링 하였으며, 이는 기존의 CLA 만을 이용한 방법과 비교하여 최장지연 경로를 15% 줄여 훨씬 빠르게 연산을 수행하고, 전체 면적도 30%를 줄일 수 있었다. 결과적으로 본 논문에서 제안하는 구조는 지금까지 나온 어떤 MD5 프로세서 보다 작고 빠른 프로세서를 구현 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2002년도 봄 학술발표논문집 Vol.29 No.1 (A)
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• pp.661-663
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• 2002

현대의 Deep-Submicron Technology(DSM)에선 배선에 관련된 문제, 예를 들어 crosstalk이나 노이즈 등이 큰 문제가 된다. 그리하여, 배선은 논리 구성요소들보다 더욱 중요한 위치를 차지하게 되었다. 우리는 이러한 배선을 고려하여 연산식을 최적화하기 위해 carry-save-adder(CSA)를 이용한 모듈 함성 알고리즘을 제시한다. 즉, 상위 단계에서 생성 된 규칙적인 배선 토폴로지를 유지하며 CSA간의 배선을 좀더 향상시키는 최적의 알고리즘을 제안한다. 우리는 우리의 이러한 방법으로 생성된 지연시간이 [1]에 가깝거나 거의 근접하는 것을 많은 testcase에서 보이며(배선을 포함하지 않은 상태에서), 그리고 그와 동시에 최종 배선의 길이가 짧고 규칙적인 구조를 갖는것을 보인다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 가을 학술발표논문집 Vol.31 No.2 (1)
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• pp.538-540
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• 2004

본 연구는 컴퓨터 연산을 위한 하드웨어 설계에서 고성능 연산에 사용되는 케리-세이브 가산기 (Carry-save adder) 합성에 관한 연구이다. 기존의 연구에서는, 연산 합성 문제와 합성된 연산의 배치 문제를 두개의 연속된 독립된 두개의 문제로 간주하고 풀었지만, 본 연구에서는 연산 합성 과정에서 연산 배치를 고려한 통합된 방법을 제시하여 전체적인 최적화된 결과를 얻었다. 연결선 상에서의 전력 소모나 지연시간이 점점 더 중요해지는 시스템-온-칩 (system-on-chip) 설계에서 본 연구의 통합적인 설계 방법은 매우 긴요하며 앞으로 효과적으로 이용될 수 있을 것이다.