• 융합보안논문지
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• 제2권2호
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• pp.143-153
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• 2002

In this paper, we propose a multiplication scheme based on cellular automata and propose high speed multiplication scheme and exponentiation scheme using a optimal normal basis. And then EIGamal signature scheme is implemented by proposed schemes. A proposed multiplication and exponentiation scheme based on cellular automata can be used in restricted computing environments such that basis is frequently changed and cryptosystem and multimedia applications that are required high speed operations.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.1111-1120
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• 2008

셀룰러 오토마타(CA: cellular automata)의 특징 중에서 확산과 국소적인 상호 작용(Local Interaction)은 암호시스템을 설계하는데 적합하여 암호 알고리즘, 의사난수 생성기를 비롯한 암호시스템의 설계 논리로 활용되고 있다. 국내에서는 2002년 CA 기법을 이용한 128 비트 블록 암호(CAB1)가 처음으로 소개되었고, CEC'04에서는 가역 CA를 이용한 64 비트 블록 암호(CAB2)가 제안되었다. 본 논문에서는 두 알고리즘이 각각 차분 공격과 통계 분석에 취약함을 보인다. 먼저, $2^{31.41}$의 선택 평문을 이용하여 $2^{13.41}$의 공격 복잡도를 갖는 CAB1에 대한 차분 공격을 소개한다. 그리고 CAB2는 제안 논문에서 224 비트의 안전성을 갖는다고 제안되었지만, CAB2의 키가 균일 성질을 만족해야만 하는 취약점을 이용하여 184 비트의 안전성만을 가짐을 보인다. 본 논문에서 제안하는 공격 결과는 이 CA 기반 블록 암호들에 대한 첫 번째 분석 결과이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권6C호
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• pp.361-367
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• 2011

본 논문에서는 효율적인 영상 암호화를 위해 NBCA(Null Boundary CA)에 기초한 여원 MLCA(Maximum Length Cellular Automata)와 2D CAT(Two-Dimensional Cellular Automata Transform)를 이용한 암호화 방법을 제안한다. 암호화 방법은 먼저, Wolfram Rule 행렬에 의해 전이행렬 T를 생성한다. 그 후, 암호화하려는 원영상에 생성된 전이 행렬 T를 곱하여 원 영상의 픽셀 값을 변환한다. 또한 변환된 원 영상을 여원 벡터 F와 XOR 연산하여 여원 MLCA가 적용된 영상으로 변환한다. 다음, 게이트웨이 값을 설정하여 2D CAT 기저함수를 생성한다. 그리고, 여원 MLCA가 적용된 영상에 생성된 기저함수를 곱하여 2D CAT 암호화를 한다. 마지막으로 안정성 분석을 통하여 제안한 방법이 높은 암호화 수준의 성질을 가졌음을 검증한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제5권6호
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• pp.665-673
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• 2002

본 논문에서는 LFSR(Linear Feedback Shift Register)의 대안으로 소개되고 있는 셀룰라 오토마타(CA: Cellular Automata)를 소개하고 이를 이용한 새로운 블록 암호 알고리즘을 제안한다. 제안된 블록 암호 알고리즘의 성능과 안전성 평가를 위해 쇄도효과와 수행속도에 대해 표준 블록 암호 알고리즘과 비교를 수행하고 또한 차분 분석법(Differential Cryptanalysis)에 대하여 제안 알고리즘에 대한 축소된 버전으로 평가를 수행한다. 부가적으로 제안 암호 알고리즘의 출력 비트열에 대하여 FIPS PUB 140-2(Federal Information Processing Standards publication 140-2)의 랜덤 수열에 대한 통계적 검정을 수행함으로써 출력 수열이 랜덤함을 보인다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제4권1호
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• pp.91-95
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• 2001

본 논문에서는 GF(2)상에서 주어진 상태에서 도달불가능한 상태들을 가지는 1차원 선형 nongroup CA의 특성에 관하여 연구한다. 특히, 0-tree와 임의의 순환상태 $\alpha$를 root로 하는 $\alpha$-tree 사이의 관계들을 밝힌다.

• Journal of applied mathematics & informatics
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• 제27권5_6호
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• pp.1331-1342
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• 2009

In this paper, we analyze the behavior of the state transition of nongroup CA with a single attractor over GF($2^p$)(p > 1), and propose the algorithm for the construction of the state transition diagram of a Single Attractor CA(SACA) over GF($2^p$) which is very different from the construction algorithm for the state transition diagram of GF(2) SACA.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2001년도 가을 학술발표논문집 Vol.28 No.2 (1)
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• pp.703-705
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• 2001

본 논문에서는 셀룰라 오토마타(Cellular Automata, CA)를 이용한 MSB곱셈기를 제안한다. 본 논문에서 제안한 구조는 PBCA(Periodic Boundary CA)의 특성을 AOP의 특성과 조화시킴으로써 정규성을 높이고 시간지연을 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다. 이 곱셈기는 지수연산을 위한 하드웨어 설계에 효율적으로 이용될 수 있을 것이다.

• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제3권2호
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• pp.137-145
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• 1999

In this paper, We consider two-dimensional Maximum Length Cellular Automata (2-D MLCA) as an extension of the 1-D MLCA. 2-D MLCA can display much better random patterns than those generated by 1-D CA and LFSR. To generate random pattern, a CA should have a maximum length cycle. So, it is necessary to find MLCA that the characteristic polynomial of the transition matrix is primitive. New boundary conditions of 3 types are proposed and some rules having primitive polynomials of 2-D MLCA are found.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.533-540
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• 2021

시스템의 성능을 평가하기 위하여 1차원 3-이웃 셀룰라 오토마타(Cellular Automata, 이하 CA) 기반의 의사 난수 생성기가 여러 분야에서 많이 응용되고 있다. 보다 더 효과적인 키 수열 생성을 위해 2차원 CA와 1차원 5-이웃 CA가 응용되었으나, 주어진 특성 다항식에 대응하는 대칭 1차원 5-이웃 CA를 설계하는 것은 매우 어려운 문제이다. 이를 해결하기 위해 특성 다항식의 점화식을 이용한 합성 방법, Krylov 행렬을 이용한 합성 방법과 같이 1차원 5-이웃 CA 합성에 관한 연구들이 진행되었다. 그러나 여전히 비선형 방정식을 풀어야 하는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 최근 90/150 CA의 전이 행렬과 블록행렬을 이용한 1차원 5-이웃 CA 합성 방법이 제안되었다. 본 논문에서는 제안된 알고리즘의 이론적인 과정을 상세히 기술하고 그 알고리즘을 이용하여 높은 차수의 원시 다항식에 대응하는 대칭 1차원 5-이웃 CA를 구한다.

• 소음진동
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• 제10권4호
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• pp.610-614
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• 2000

Cellular Automata(CA)s are used as a simple mathematical model to investigate self-organization in statistical mechanics, which are originally introduced by von Neumann and S. Ulam at the end of the 1940s. CAs provide a framework for a large class of discrete models with homogeneous interactions, which are characterized by the following fundamental properties: 1) CAs are dynamical systems in which space and time are discrete. 2) The systems consist of a regular grid of cells. 3) Each cell is characterized by a state taken from a finite set of states and updated synchronously in discrete time steps according to a local, identical interaction rule. 4) The state of a cell is determined by the previous states of a surrounding neighborhood of cells. A cellular automaton has been attracted wide interest in modeling physical phenomena, which are described generally, partial differential equations such as diffusion and wave propagation. This paper describes one and two-dimensional analysis of wave propagation phenomena modeled by CA, where the local interaction rules were derived referring to the Lattice Gas Model reported by Chen et al., and also including finite difference scheme. Modeling processes by using CA are discussed and the simulation results of wave propagation with one wave source are compared with that by finite difference method.