• 한국통신학회논문지
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• 제30권12C호
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• pp.1193-1200
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• 2005

본 논문에서는 JPEG2000 표준에서 주파수 변환기법으로 채택된 이산 웨이블릿 변환과 선형양자화 방법을 사용하여 영상 전체가 아닌 영상의 부분 데이터만을 암호화하여 계산양을 줄이는 부분 암호화 방법을 제안하고 하드웨어로 구현하였다. 또한 계산양이 많은 암호화 알고리즘 대신 비교적 계산양이 적은 카오스 시스템을 이용함으로써 계산양을 더욱 감소시킨다. 영상 데이터의 변환 방법은 암호화할 부대역을 선택하여 영상데이터를 일정한 블록으로 만든 후 무작위로 좌/우 쉬프트 하는 방법과 두 가지 양자화 할당 방식(하향식-코드 할당방식/반향-코드 할당방식)에 따라 데이터를 교환하는 방식을 사용한다. 제안한 암호화 방법을 소프트웨어로 구현하여 약 500개의 영상을 대상으로 실험한 결과 원 영상 데이터를 부분적으로 암호화함으로써 원 영상을 인식할 수 없을 정도의 암호화효과를 얻을 수 있음을 알 수 있었다. 구현한 하드웨어 암호화 시스템은 삼성 $0.35{\mu}m$ 팬텀-셀 라이브러리를 사용하여 합성함으로써 게이트 수준 회로를 구성하였고 타이밍 시뮬레이션을 수행한 결과 100MHz 이상의 동작 주파수에서 안정적으로 동작함을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제27권3호
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• pp.345-351
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• 2000

본 논문의 연구 범위는 디지털 음악과 같은 디지털 정보의 지적재산권 소유자의 권한 보호방법이다. 그 방안으로, 디지털 정보를 인터넷상에서 분배할 때는 암호화 방법을 사용한다. 정당한 사용자가 이 정보를 이용하기 위해서는 해독 과정이 필요하다. 지적재산권을 보호하기 위해 정당한 사용자라도 해독은 시켜주되 해독에 사용되는 키는 모르게 할 필요가 있다. 왜냐하면, 사용자가 해독에 사용되는 키를 알게 되면, 암호화된 정보를 해독하여 사용자가 마음대로 사용할 수 있게 되기 때문이다. 본 논문에서는 사용자로 하여금 해독에 사용되는 키를 알 수 없게 하기 위해서 비밀분할 프로토콜을 사용하며, 추가적인 안전장치로 키를 생성하는데 하드웨어 식별값(MAC 주소 또는 하드 디스크 일련번호)을 활용하고 있다. 사용자가 정보를 사용하고자 할 경우 사용자에게 미리 전달된 디코더가 사용자 식별값을 하드웨어로부터 직접 읽어 해독키를 만들어 낸다. 지정된 시스템이 아닌 경우 해독키가 제대로 만들어 질 수 없으므로 정보를 사용할 수 없게 된다. 따라서, 디지털 정보의 지적 재산권 소유자의 권한은 보다 안전하게 보호 될 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.1608-1616
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• 2015

128/192/256-비트의 마스터키 길이를 지원하는 경량 블록암호 알고리듬 LEA-128/192/256의 효율적인 하드웨어 설계를 기술한다. 저면적, 저전력 LEA 프로세서 구현을 위해 세 가지 마스터키 길이에 대한 암호/복호 키 스케줄링의 하드웨어 자원이 공유되도록 설계를 최적화하였다. 또한, 키 스케줄러의 병렬 레지스터 구조와 새로운 동작방식을 고안하여 키 스케줄링에 소요되는 클록 수를 감소시켰으며, 이를 통해 암호/복호 동작속도를 20~30% 향상시켰다. 설계된 LEA 프로세서는 FPGA 구현을 통해 하드웨어 동작을 검증하였으며, 113 MHz 클록으로 동작하여 마스터키 길이 128/192/256-비트 모드에서 각각 181/162/109 Mbps의 성능을 갖는 것으로 평가 되었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.53-64
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• 2002

This paper describes a design of cryptographic processor that implements the AES (Advanced Encryption Standard) block cipher algorithm, "Rijndael". An iterative looping architecture using a single round block is adopted to minimize the hardware required. To achieve high throughput rate, a sub-pipeline stage is added by dividing the round function into two blocks, resulting that the second half of current round function and the first half of next round function are being simultaneously operated. The round block is implemented using 32-bit data path, so each sub-pipeline stage is executed for four clock cycles. The S-box, which is the dominant element of the round block in terms of required hardware resources, is designed using arithmetic circuit computing multiplicative inverse in GF($2^8$) rather than look-up table method, so that encryption and decryption can share the S-boxes. The round keys are generated by on-the-fly key scheduler. The crypto-processor designed in Verilog-HDL and synthesized using 0.25-$\mu\textrm{m}$ CMOS cell library consists of about 23,000 gates. Simulation results show that the critical path delay is about 8-ns and it can operate up to 120-MHz clock Sequency at 2.5-V supply. The designed core was verified using Xilinx FPGA board and test system.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.63-70
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• 2007

DES는 64비트의 평문을 64비트의 암호문으로 암호화하는 블록 사이퍼 암호 시스템으로 1976년 표준으로 채택되어 20년 동안 전세계적으로 널리 쓰여왔다. 그러나 하드웨어와 암호 해독 기술의 발달로 인해 취약점이 드러난 DEB는 더 이상 안전하지 않기 때문에 암호화 강도를 높인 새로운 암호 시스템이 요구되었다. 이에 따라 여러 가지 방법이 제안되었으며, 그 중에서 NG-DES[1]에서는 키 길이의 확장과 비선형 f함수를 사용하여 기존 DES보다 암호화 강도를 높일 수 있었다. NG-DES는 기존의 DES를 64비트에서 128비트로 확장하면서 각 라운드에 사용되는 Fiestel 구조 또한 확장하였는데. 이 구조는 각 평문 비트 변화가 전체 암호문 비트에 영향을 미치지 못하는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 NG-DES에서 제안된 확장 Fiestel 구조에서 라운드 간의 입출력 연결을 효과적으로 교차시킴으로써 혼돈과 확산을 증가시켜 암호화 강도를 높인 암호 시스템을 제안한다.

• 전기학회논문지P
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• 제60권4호
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• pp.262-266
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• 2011

In high data-rate communication systems, encryption/decryption must be processed in high speed. In this paper, we implement CCM security mode which is the basis of security. Specifically, we combine CCM with AES block encryption algorithm in hardware. With the combination, we can carry out encryption/decryption as well as data transmission/reception simultaneously without reducing data-rate, and we keep low-power consumption with high speed by optimizing CCM block.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.926-932
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• 2007

본 논문에서는 임베디드 암호모듈을 내장한 네트워크프로세서의 고속 VPN 설계 방법에 대해서 알아본다. VPN을 구현할 수 있는 제품은 방화벽시스템(Firewall), 라우터, 인터넷 게이트웨이, 원격 접속 서버(Remote Access Server), Windows NT Server, VPN 전용 장치 그리고 VPN 소프트웨어 등을 들 수 있지만, 현재까지 어떤 제품 그리고 기술도 지배적인 방법으로 대두되지는 않고 있다. 국내외적으로 수십Giga급 이상의 VPN 보안장비와 관련된 체계화된 이론의 부족으로 인하여 관련된 연구는 많이 부족한 현실이며, 체계적이고 전문적인 연구를 수행하기 위해서는 많은 연구 활동이 필요하다. 결과적으로 향후 차세대 초고속 네트워크에서의 정보보호와 효과적인 네트워크 자원을 활용하기 위해서는 반드시 수십Giga급 이상의 VPN 보안장비에 대한 연구가 활발히 진행되리라 예상된다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권8호
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• pp.2816-2830
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• 2022

Number Theoretic Transform (NTT) is a method to design efficient multiplier for large integer multiplication, which is widely used in cryptography and scientific computation. On top of that, it has also received wide attention from the research community to design efficient hardware architecture for large size RSA, fully homomorphic encryption, and lattice-based cryptography. Existing NTT hardware architecture reported in the literature are mainly designed based on radix-2 NTT, due to its small area consumption. However, NTT with larger radix (e.g., radix-4) may achieve faster speed performance in the expense of larger hardware resources. In this paper, we present the performance evaluation on NTT architecture in terms of hardware resource consumption and the latency, based on the proposed radix-2 and radix-4 technique. Our experimental results show that the 16-point radix-4 architecture is 2× faster than radix-2 architecture in expense of approximately 4× additional hardware. The proposed architecture can be extended to support the large integer multiplication in cryptography applications (e.g., RSA). The experimental results show that the proposed 3072-bit multiplier outperformed the best 3k-multiplier from Chen et al. [16] by 3.06%, but it also costs about 40% more LUTs and 77.8% more DSPs resources.

• 한국항행학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.48-52
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• 2015

본 논문에서는 2011년에 제안된 암호와 복호가 동일한 블록 암호 SSB에 대한 차분 오류 공격을 제안한다. 이 알고리즘은 국제표준 블록암호를 기반으로 설계된 블록 암호로써 하드웨어 구현에서 장점을 갖게 설계되었다. 차분 오류 공격은 부채널 공격 기법 중 하나로 오류 주입 공격과 차분 공격을 결합한 것이다. SSB는 하드웨어 환경에 적합한 알고리즘이므로 차분 오류 공격에 대해 안전성을 가져야 한다. 그러나 본 논문에서 제안하는 차분 오류 공격을 이용하면, 1 개의 랜덤 바이트 오류를 주입과 $2^8$의 전수조사를 통해 SSB의 128 비트 비밀키를 복구할 수 있다. 이 결과는 암호와 복호가 동일한 블록 암호 SSB의 안전성을 분석한 첫 번째 결과이다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.1117-1124
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• 2023

이미지 콘텐츠를 포함한 정보의 보안은 오늘날 통신 기술의 필수적인 부분이며 보안 전송에 매우 중요하다. 본 논문에서는 신분증 등 민감한 정보가 포함된 이미지에 대해 실시간 데이터 전송이 필요한 환경에 적합한 보안 수준으로 신속하게 이미지를 암호화할 수 있는 암호화 알고리즘을 제안한다. 제안되는 알고리즘은 하드웨어 구현이 가능하고, 하드웨어 친화적 연산이 가능한 1차원 5-이웃 셀룰러 오토마타를 기반으로 한 알고리즘이다. 제안된 암호 알고리즘에 대하여 다양한 실험과 분석을 수행하여 다양한 무차별 대입 공격으로부터 안전함을 검증한다.