• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제23권3호
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• pp.169-176
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• 2023

The vehicular ad hoc network (VANET) is currently an important approach to improve personal safety and driving comfort. ANEL is a MAC-based authentication scheme that offers all the advantages of MAC-based authentication schemes and overcomes all their limitations at the same time. In addition, the given scheme, ANEL, can achieve the security objectives such as authentication, privacy preservation, non-repudiation, etc. In addition, our scheme provides effective bio-password login, system key update, bio-password update, and other security services. Additionally, in the proposed scheme, the Trusted Authority (TA) can disclose the source driver and vehicle of each malicious message. The heavy traffic congestion increases the number of messages transmitted, some of which need to be secretly transmitted between vehicles. Therefore, ANEL requires lightweight mechanisms to overcome security challenges. To ensure security in our ANEL scheme we can use cryptographic techniques such as elliptic curve technique, session key technique, shared key technique and message authentication code technique. This article proposes a new efficient and light authentication scheme (ANEL) which consists in the protection of texts transmitted between vehicles in order not to allow a third party to know the context of the information. A detail of the mapping from text passing to elliptic curve cryptography (ECC) to the inverse mapping operation is covered in detail. Finally, an example of application of the proposed steps with an illustration

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.143-152
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• 2012

본 논문은 스칼라 곱셈, Menezes-Vanstone 타원곡선 암호 및 복호 알고리즘, 점-덧셈, 점-2배 연산, 유한체상 곱셈, 나눗셈 등의 7가지 동작을 수행하는 GF($2^{191}$) 타원곡선 암호프로세서를 하드웨어로 설계하였다. 단순 전력 분석에 대비하기 위해 타원곡선 암호프로세서는 주된 반복 동작이 키 값에 무관하게 동일한 연산 동작으로 구성되는 몽고메리 스칼라 곱셈 기법을 사용하며, GF($2^m$)의 유한체에서 각각 1, (m/8), (m-1)개의 고정된 사이클에 완료되는 GF-ALU, GF-MUL, GF-DIV 연산장치가 병렬적으로 수행되는 동작 특성을 갖는다. 설계된 프로세서는 0.35um CMOS 공정에서 약 68,000개의 게이트로 구성되며, 시뮬레이션을 통한 최악 지연시간은 7.8 ns로 약 125 MHz의 동작속도를 갖는다. 설계된 프로세서는 320 kps의 암호율, 640 kbps을 복호율 갖고 7개의 유한체 연산을 지원하므로 다양한 암호와 통신 분야에 적용할 수 있다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.961-968
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• 2020

타원곡선 암호에 필수적으로 사용되는 모듈러 곱셈의 고성능 하드웨어 설계에 대해 기술한다. 본 논문의 모듈러 곱셈기는 NIST FIPS 186-2에 정의된 소수체 상의 5가지 체 크기(192, 224, 256, 384, 521 비트)의 모듈러 곱셈을 지원하며, 정수 곱셈과 축약의 두 단계 과정으로 모듈러 곱셈을 연산한다. 고속 정수 곱셈을 위해 카라추바-오프만 곱셈 알고리듬이 사용되었고, 축약 연산을 위해 Lazy 축약 알고리듬이 사용되었다. 또한, Lazy 축약에 포함된 나눗셈 연산을 위해 Nikhilam 나눗셈 알고리듬이 사용되었으며, 나눗셈 연산은 주어진 모듈러 값에 대해 처음 한 번만 연산되고, 모듈로 값이 고정된 상태로 연속적인 모듈러 곱셈이 수행되는 경우에는 나눗셈을 거치지 않도록 하였다. 설계된 모듈러 곱셈기는 32 MHz의 클록 주파수로 동작하는 경우에 초당 640만번의 모듈러 곱셈을 연산할 수 있는 것으로 평가되었으며, 180-nm CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과, 67 MHz의 클록 주파수로 동작이 가능하며, 456,400 등가 게이트로 구현되었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.88-94
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• 2021

현재 사용되고 있는 RSA, ECC와 같은 공개키 암호화 기법은 소인수분해와 같은 현재의 컴퓨터로 계산이 오래 걸리는 수학적 문제를 암호화에 사용했다. 그러나 양자컴퓨터가 상용화된다면 Shor Algorithm에 의해 기존의 암호화 시스템은 쉽게 깨질 수 있다. 그로 인해 Quantum-resistant 한 암호화 알고리즘의 도입이 필요해졌고, 그중 하나로 Lattice-based Cryptography가 제안되고 있다. 이 암호화 알고리즘은 Polynomial Ring에서 연산이 행해지고, 그중 Polynomial Multiplication이 가장 큰 연산 시간을 차지한다. 그러므로 다항식 곱셈 계산을 빠르게 하는 하드웨어 모듈이 필요하고, 그중 Finite Field에서 연산 되는 FFT인 Number Theoretic Transform을 이용해서 다항식 곱셈을 계산하는 8-point NTT-based Polynomial Multiplier 모듈을 설계하고 시뮬레이션했다. HDL을 사용하여 로직검증을 수행하였고, Hspice를 사용하여 트랜지스터 수준에서 제안된 설계가 지연시간과 전력소모에서 얼마나 개선되는지를 비교 분석하였다. 제안된 설계에서 평균 지연속도 30%의 개선과 8% 이상의 전력소모 감소 효과를 볼 수 있었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제33권1호
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• pp.75-86
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• 2023

현재 금융거래 서비스에서 보편적으로 사용하는 RSA와 ECC 같은 공개키 암호 알고리즘은 양자 컴퓨터가 실현되면 더 이상 안전성을 보장할 수 없으므로 기존 레거시 알고리즘을 양자내성암호로 전환해야 한다. 하지만 다양한 서비스에 사용 중인 알고리즘을 교체하는 데에는 상당한 시간이 소요될 것으로 예상된다. 다가올 전환기를 대비하기 위하여 두 알고리즘을 결합하는 하이브리드 방식에 관한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 레거시 알고리즘인 ECDH 알고리즘과 양자내성암호 알고리즘인 NTRU 알고리즘을 결합하여 세션키를 생성하는 하이브리드 세션키교환 프로토콜을 제안한다. TLS 1.3 기반 하이브리드 키 교환을 위해 IETF에서 제안한 방식들을 적용해본 결과 기존 금융거래 세션 보호 솔루션에 우리가 제안한 프로토콜을 사용하면 안전성을 강화할 수 있을 것으로 기대된다.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제16권1호
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• pp.17-28
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• 2024

As listed as one of the most important requirements for Post-Quantum Cryptography standardization process by National Institute of Standards and Technology, the resistance to various side-channel attacks is considered very critical in deploying cryptosystems in practice. In fact, cryptosystems can easily be broken by side-channel attacks, even though they are considered to be secure in the mathematical point of view. The timing attack(TA) and the simple power analysis attack(SPA) are such side-channel attack methods which can reveal sensitive information by analyzing the timing behavior or the power consumption pattern of cryptographic operations. Thus, appropriate measures against such attacks must carefully be considered in the early stage of cryptosystem's implementation process. The Montgomery multiplier is a commonly used and classical gadget in implementing big-number-based cryptosystems including RSA and ECC. And, as recently proposed as an alternative of building blocks for implementing post quantum cryptography such as lattice-based cryptography, the big-number multiplier including the Montgomery multiplier still plays a role in modern cryptography. However, in spite of its effectiveness and wide-adoption, the multiplier is known to be vulnerable to TA and SPA. And this paper proposes a new countermeasure for the Montgomery multiplier against TA and SPA. Briefly speaking, the new measure first represents a multiplication operand without 0 digits, so the resulting multiplication operation behaves in a very regular manner. Also, the new algorithm removes the extra final reduction (which is intrinsic to the modular multiplication) to make the resulting multiplier more timing-independent. Consequently, the resulting multiplier operates in constant time so that it totally removes any TA and SPA vulnerabilities. Since the proposed method can process multi bits at a time, implementers can also trade-off the performance with the resource usage to get desirable implementation characteristics.

• 대한안전경영과학회지
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• 제9권3호
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• pp.103-109
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• 2007

Payment and security requirement are playing an increasingly critical role in RFID system, allegedly the core of the ubiquitous, especially in logistics. Therefore, security technology has been playing essential role gradually unlike the past when only the perception of equipment was considered important technology. The current encoding system allows the access only to the user who has the secret key. Many encoding algorithm has been studied to ensure the security of secret key. Security protocol is the most typical way to authorize appropriate user perception by using the data and secret key to proceed the encoding and transmit it to the system in order to confirm the user. However, RFID system which transmits more than dozens of data per second cannot be used if the algorithm and protocol of the existing wired system are used because the performance will degrade as a consequence. Security protocol needs to be designed in consideration of property of RFID and hardware. In this paper, a protocol was designed using SNEP(Sensor Network Encryption Protocol), the security protocol used for the sensor similar to RFID- not the current system used in wired environment- and ECC (Elliptic Curve Cryptography: oval curve encoding), the encoding algorithm.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제22권9호
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• pp.414-426
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• 2022

Elliptic Curve Cryptography (ECC) is one of the finest cryptographic technique of recent time due to its lower key length and satisfactory performance with different hardware structures. In this paper, a High Throughput Multiplier architecture is introduced for Elliptic Cryptographic applications based on concurrent computations. With the aid of the concurrent computing approach, the High Throughput Concurrent Computation (HTCC) technology that was just presented improves the processing speed as well as the overall efficiency of the point-multiplier architecture. Here, first and second distinct group operation of point multiplier are combined together and synthesised concurrently. The synthesis of proposed HTCC technique is performed in Xilinx Virtex - 5 and Xilinx Virtex - 7 of Field-programmable gate array (FPGA) family. In terms of slices, flip flops, time delay, maximum frequency, and efficiency, the advantages of the proposed HTCC point multiplier architecture are outlined, and a comparison of these advantages with those of existing state-of-the-art point multiplier approaches is provided over GF(2¹⁶³), GF(2²³³) and GF(2²⁸³). The efficiency using proposed HTCC technique is enhanced by 30.22% and 75.31% for Xilinx Virtex-5 and by 25.13% and 47.75% for Xilinx Virtex-7 in comparison according to the LC design as well as the LL design, in their respective fashions. The experimental results for Virtex - 5 and Virtex - 7 over GF(2²³³) and GF(2²⁸³)are also very satisfactory.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권12호
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• pp.4987-5014
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• 2015

The bilinear pairing, also known as Weil pairing or Tate pairing, is widely used in cryptography and its properties help to construct cryptographic schemes for different applications in which the security of the transmitted data is a major concern. In remote login authentication schemes, there are two major requirements: i) proving the identity of a user and the server for legitimacy without exposing their private keys and ii) freedom for a user to choose and change his password (private key) efficiently. Most of the existing methods based on the bilinear property have some security breaches due to the lack of features and the design issues. In this paper, we develop a new scheme using the bilinear property of an elliptic point and the biometric characteristics. Our method provides many features along with three major goals. a) Checking the correctness of the password before sending the authentication message, which prevents the wastage of communication cost; b) Efficient password change phase in which the user is asked to give a new password after checking the correctness of the current password without involving the server; c) User anonymity - enforcing the suitability of our scheme for applications in which a user does not want to disclose his identity. We use BAN logic to ensure the mutual authentication and session key agreement properties. The paper provides informal security analysis to illustrate that our scheme resists all the security attacks. Furthermore, we use the AVISPA tool for formal security verification of our scheme.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2004년도 춘계종합학술대회
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• pp.255-258
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• 2004

정보 보호 응용에 새로운 이슈가 되고 있는 ECC 공개키 암호 알고리즘은 유한체 차원에서의 효율적인 연산처리가 중요하다. 직렬 유한체 곱셈기의 근간은 Mastrovito의 직렬 곱셈기에서 유래한다. 본 논문에서는 polynomial basis 방식을 적용하고 식을 유도하여 Mastovito의 직렬 유한체 곱셈방식의 3배 성능을 보이는 유한체 곱셈기를 제안하고, HDL로 기술하여 기능을 검증하고 성능을 평가한다. 설계된 3배속 직렬 유한체 곱셈기는 부분합을 생성하는 회로의 추가만으로 기존 직렬 곱셈기의 3배의 성능을 보여주었다.