• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.2154-2162
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• 2009

스마트카드 보안용 타원곡선 암호를 위한 스칼라 곱셈기를 설계하였다. 스마트카드 표준에 기술된 163-비트의 키 길이를 지원하며, 유한체 (finite field) 상에서 스칼라 곱셈의 연산량을 줄이기 위해 complementary receding 방식을 적용한 Non-Adjacent Format (NAF) 변환 알고리듬을 적용하여 설계되었다. 설계된 스칼라 곱셈기 코어는 0.35-${\mu}m$ CMOS 셀 라이브러리로 합성하여 32,768 게이트로 구현되었으며, 150-MHz@3.3-V로 동작한다. 설계된 스칼라 승산기는 스마트카드용 타원곡선 암호 알고리듬의 전용 하드웨어 구현을 위한 IP로 사용될 수 있다.

• 정보보호학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.37-44
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• 2001

본 논문에서는 유한체 연산을 바탕으로 하는 타원곡선 암호화 프로세서의 승산기를 효율적으로 구현할 수 있는 구조를 제안한다. 타원곡선 암호알고리즘에 적용된 비도는 193비트로 하드웨어 구현에 유리한 trinomial 다항식을 사용하였다. 제안된 승산기는 trinomial 다항식의 특성을 이용하여 기존의 193bit serial LFSR를 개선한 37bit digit serial 구조를 갖도록 설계하였다. 회로는 합성수준의 VHDL코드와 타원곡선 상에서의 임의의 좌표의 가산식으로부터 만들어진 테스트벡터를 적용하여 기능을 검증하고 회로의 규모를 측정하였다. 검증된 결과는 기존의 LFSR승산기의 30% 면적으로 승산기 구현이 가능하였다

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권11호
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• pp.4522-4536
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• 2020

Nowadays, cloud is the fastest emerging technology in the IT industry. We can store and retrieve data from the cloud. The most frequently occurring problems in the cloud are security and privacy preservation of data. For improving its security, secret information must be protected from various illegal accesses. Numerous traditional cryptography algorithms have been used to increase the privacy in preserving cloud data. Still, there are some problems in privacy protection because of its reduced security. Thus, this article proposes an ElGamal Elliptic Curve (EGEC) Homomorphic encryption scheme for safeguarding the confidentiality of data stored in a cloud. The Users who hold a data can encipher the input data using the proposed EGEC encryption scheme. The homomorphic operations are computed on encrypted data. Whenever user sends data access permission requests to the cloud data storage. The Cloud Service Provider (CSP) validates the user access policy and provides the encrypted data to the user. ElGamal Elliptic Curve (EGEC) decryption was used to generate an original input data. The proposed EGEC homomorphic encryption scheme can be tested using different performance metrics such as execution time, encryption time, decryption time, memory usage, encryption throughput, and decryption throughput. However, efficacy of the ElGamal Elliptic Curve (EGEC) Homomorphic Encryption approach is explained by the comparison study of conventional approaches.

• 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

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제34권3호
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• pp.113-123
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• 2007

본 논문에서는 $GF(2^m)$상의 고속 타원곡선 암호 프로세서를 제안한다. 제안한 암호 프로세서는 타원곡선 정수 곱셈을 위해 Lopez-Dahab Montgomery 알고리즘을 채택하고， $GF(2^m)$상의 산술 연산을 위해 가우시안 정규 기저(Gaussian Normal Basis: GNB)를 이용한다. 본 논문에서 구현한 타원곡선 암호 프로세서는 m=163을 선택하였으며 NIST(National Institute of Standard and Technology)에서 권고하는 5개의 $GF(2^m)$ 필드 크기 중에서 가장 작은 값으로 GNB 타입 4가 존재한다. 제안한 타원곡선 암호 프로세서는 Host Interface, Data Memory, Instruction Memory, Control로 구성되어 있으며 Xilinx XCV2000E FPGA칩을 이용하여 구현한다. FPGA 구현결과 제안된 타원곡선 암호 프로세서는 기존의 연구결과에 비해 속도에서 약 2.6배의 성능 향상을 보이며 훨씬 낮은 하드웨어 복잡도를 가진다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권8호
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• pp.1836-1842
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• 2010

센서네트워크는 유비쿼터스 환경을 실현할 수 있는 기술로서, 최근 무인 경비 시스템이나 에너지 관리, 환경 모니터링, 홈 자동화, 헬스케어와 같은 다양한 분야에 적용 가능하다. 하지만 센서네트워크의 무선 통신 특성은 도청과 전송 메시지에 대한 위변조, 서비스 거부 공격에 취약하다. 현재 센서네트워크 상에는 안전한 통신을 위해 ECC(elliptic curve cryptography)를 통한 PKC(public key cryptography)암호화 기법이 사용된다. 해당 기법은 RSA에 비해 작은 키길이를 통해 동일한 암호화 강도를 제공하기 때문에 제한된 성능을 가진 센서상의 적용에 적합하다. 하지만 ECC에 요구되어지는 높은 부하 때문에 센서상의 구현을 위해서는 성능개선이 필요하다. 본 논문에서는 센서 상에서의 ECC를 가속화하기 위해 ECC연산의 핵심연산인 곱셈에 대한 최적화 기법을 제안한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.65-76
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• 2005

EC-DSA나 EC-ElGamal과 같은 타원곡선 암호시스템의 성능 향상을 위해서는 타원곡선 상수배 연산을 빠르게 하는 것이 필수적이다. 타원곡선 특유의 Frobenius 사상을 이용한 $base-{\phi}$ 전개 방식은 Koblitz에 의해 처음 제안되었으며, Kobayashi 등은 최적확장체 위에서 정의되는 타원곡선에 적용할 수 있도록 $base-{\phi}$ 전개 방식을 개선하였다. 그러나 Kobayashi 등의 방법은 여전히 개선의 여지가 남아있다. 본 논문에서는 최적확장체에서 정의되는 타원곡선상에서 효율적인 상수배 연산 알고리즘을 제안한다. 제안한 상수배 알고리즘은 Frobenius사상을 이용하여 상수 값을 Horner의 방법으로 $base-{\phi}$ 전개하고, 이 전개된 수식을 최적화된 일괄처리 기법을 적용하여 연산한다. 제안한 알고리즘을 적용할 경우, Kobayashi 등이 제안한 상수배 알고리즘보다 $20\%{\sim}40\%$ 정도의 속도 개선이 있으며, 기존의 이진 방법에 비해 3배 이상 빠른 성능을 보인다.

• 정보보호학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.9-21
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• 2008

본 논문에서는 "작은 워드 크기를 사용하는 센서모트에서는 GF$(2^m)$상의 partial XOR 곱셈연산이 저전력 마이크로프로세서에 의하여 효율적으로 지원되지 않기 때문에 GF$(2^m)$에 기반을 둔 타원곡선 암호시스템의 소프트웨어 구현은 비효율적이다"라는 일반적으로 인정된 의견을 검증한다. 비록 센서모트에서 GF$(2^m)$에 기반을 둔 몇 가지의 소프트웨어 구현은 있지만, 이것들의 성능은 센서네트워크에서 사용할 만큼 충분하지 못하다. 기존 구현들의 성능 저하는 유한체 곱셈과 감산 연산에서 발생하는 중복된 메모리 접근에서 기인한다. 따라서 본 논문에서는 유한체 곱셈과 감산과정에서 발생하는 불필요한 메모리 접근을 줄일 수 있는 몇 가지 방법을 제안한다. 제안한 방법을 통하여, GF$(2^{163})$상의 유한체 곱셈과 감산의 수행시간을 각각 21.1%와 24.7% 줄일 수 있으며 이것은 Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA)의 sign과 verify 연산 시간을 약 $15{\sim}19%$ 단축시킬 수 있다.

• 정보보호학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.75-85
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• 2002

타원곡선 암호 사용에 있어 암호학적으로 안전한 타원곡선의 선택이 안전한 암호 스킴 구성에 있어서 대단히 중요하다. 현재까지 알려진 공격에 대하여 타원곡선의 안전성 결정 요소 가운데 하나가 타원곡선 그룹의 위수이다. 따라서, 타원곡선의 랜덤 커브 생성에 있어 위수 계산은 필수적이다. characteristic이 2인 경우, 효율적인 랜덤 커브 생성 알고리즘은 early-abort 전략을 사용한 알고리즘으로 SEA 알고리즘을 abort 단계에 사용하고, 위수 계산에 Satoh 알고리즘을 사용한 방법이다$^[1]$. ［1］에서 abort 단계에서 사용하는 SEA 알고리즘을 변형하여 사용하였다고 기술되어있는데, 구체적인 방법이 제시되지는 않았다. 우리는 이 논문에서, abort 하게 되는 경우에 대하여 관련된 파라미터들을 살펴봄으로써, abort 단계에 소요되는 시간을 효율적으로 줄이는 SEA 알고리즘 변형 방법을 제안하고, 이의 근거로 실험한 결과를 제시하고자 한다.

• ETRI Journal
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• 제41권6호
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• pp.863-872
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• 2019

Elliptic curve cryptography is a relatively lightweight public-key cryptography method for key generation and digital signature verification. Some lightweight curves (eg, Curve25519 and Curve Ed448) have been adopted by upcoming Transport Layer Security 1.3 (TLS 1.3) to replace the standardized NIST curves. However, the efficient implementation of Curve Ed448 on Internet of Things (IoT) devices remains underexplored. This study is focused on the optimization of the Curve Ed448 implementation on low-end IoT processors (ie, 8-bit AVR and 16-bit MSP processors). In particular, the three-level and two-level subtractive Karatsuba algorithms are adopted for multi-precision multiplication on AVR and MSP processors, respectively, and two-level Karatsuba routines are employed for multi-precision squaring. For modular reduction and finite field inversion, fast reduction and Fermat-based inversion operations are used to mitigate side-channel vulnerabilities. The scalar multiplication operation using the Montgomery ladder algorithm requires only 103 and 73 M clock cycles on AVR and MSP processors.