• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2002년도 봄 학술발표논문집 Vol.29 No.1 (A)
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• pp.892-894
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• 2002

본 논문은 유한 체 GF(/2 sup m/)상에서 A$B^2$연산을 위해 AOP(All One Polynomial)에 기반한 새로운 MSB(Most Significant bit) 유선 알고리즘을 제시하고, 제시한 알고리즘에 기반하여 병렬 입출력 세미시스톨릭 구조를 제안한다. 제안된 구조는 표준기저(standard basis)에 기반하고 모듈라(modoular) 연산을 위해 다항식의 계수가 모두 1인 m차의 기약다항식 AOP를 사용한다. 제안된 구조에서 AND와 XOR게이트의 딜레이(deray)를 각각 /D sub AND$_2$/와/D sub XOR$_2$/라 하면 각 셀 당 임계경로는 /D sub AND$_2$+D sub XOR/이고 지연시간은 m+1이다. 제안된 구조는 기존의 구조보다 임계경로와 지연시간 면에서 보다 효율적이다. 또한 구조 자체가 정규성, 모듈성, 병렬성을 가지기 때문에 VLSI 구현에 효율적이다. 더욱이 제안된 구조는 유한 체상에서 지수 연산을 필요로 하는 Diffie-Hellman 키 교환 방식, 디지털 서명 알고리즘 및 EIGamal 암호화 방식과 같은 알고리즘을 위한 기본 구조로 사용할 수 있다. 이러한 알고리즘을 응용해서 타원 곡선(elliptic curve)에 기초한 암호화 시스템(Cryptosystem)의 구현에 사용될 수 있다.

• 정보보호학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.105-111
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• 2006

암호 활용과 코딩 이론은 유한체 $GF(2^m)$에서의 연산을 사용한다. 유한체 연산을 사용하는 분야에서 연산기의 공간, 시간 복잡도의 효율성은 메모리와 수행시간에 많은 영향을 미친다. 따라서 유한체 곱셈기를 효율적으로 구성하기 위한 노력은 계속 되고 있다. [11]에서 Massey-Omura는 정규기저를 사용하는 곱셈기를 제안했고, [1]에서 Agnew는 긴 지연시간을 갖는 Massey-Omura 곱셈기를 개선한 순차 곱셈기를 제안했다. Rayhani-Masoleh와 Hasan 그리고 S.Kwon은 Agnew의 곱셈기의 구조를 개선한 공간 복잡도를 줄인 곱셈기를 각각 제안했다[2,3]. [2]에서 Rayhani-Masoleh와 Hasan이 제안한 곱셈기의 구조는 [1]의 곱셈기보다 경로 지연시간은 약간 증가하였다. 하지만, [3]에서 S.Kwon는 [1]의 구조에서 시간 효율성의 감소가 없는 곱셈기의 구조를 제안했다. 본 논문에서는 type-II 최적 정규기저에서 S.Kwon의 곱셈기와 시간과 공간 효율성이 같은 Rayhani-Masoleh와 Hasan의 구조를 변형한 곱셈기를 제안한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.9-15
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• 2003

본 논문은 암호화 장치 및 오류정정부호화 장치 등에서 핵심적으로 사용되고 있는 유한체승산기(finite-field multiplier)의 최적화된 구조를 제안한다. 제안된 구조는 LFSR(Linear Feedback Shift Register)구조를 갖는 유한체 승산기에서 소비전력과 회로면적을 최소화 하여 기존의 LFSR 구조를 바탕으로 하는 유한체 승산기에 비하여 효율적인 승산을 이루도록 한다. 기존의 LFSR 구조의 유한체 승산기는 m비트의 다항식을 승산 하는데 3${\cdot}$m개의 플립플롭(flip-flop)이 필요하다. 1개의 플립플롭은 2개의 래치(latch)로 구성되기 때문에 6${\cdot}$m개의 래치가 소요된다. 본 논문에서는 4${\cdot}$m개의 래치(m 개의 플립플롭과 2${\cdot}$m개의 래치)로 m 비트의 다항식을 승산 할 수 있는 유한체 승산기를 제안하였다. 본 논문의 유한체 승산기는 기존의 LFSR 구조의 유한체 승산기에 비하여 회로구현에 필요한 래치의 개수가 1/3(약 33%)이 감소하였다. 결과적으로 기존의 방법에 비하여 저 소비전력 및 저 면적의 유한체 승산기를 암호화 장치 및 오류정정부호화 장치 등에서 효과적으로 사용이 가능하다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.190-192
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• 2018

NIST 표준으로 정의된 이진체 상의 5가지 pseudo-random 타원곡선과 5가지 Koblitz 타원곡선을 지원하는 타원곡선 암호 (Elliptic Curve Cryptography; ECC) 프로세서를 설계하였다. Lopez-Dahab 투영 좌표계를 적용하여 모듈러 곱셈과 XOR 연산으로 스칼라 곱셈 (scalar multiplication)이 연산되도록 하였으며, 32-비트${\times}$32-비트의 워드 기반 몽고메리 곱셈기를 이용한 고정 크기의 하드웨어로 다양한 키 길이의 ECC가 구현될 수 있도록 설계하였다. 설계된 ECC 프로세서는 FPGA 구현을 통해 하드웨어 동작을 검증하였으며, 0.18-um CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 100 MHz의 동작 주파수에서 10,674 GEs와 9 킬로비트의 RAM으로 구현되었고, 최대 154 MHz의 동작 주파수를 갖는다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제39권3호
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• pp.191-200
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• 2002

본 논문에서는 다변수 다치 논리함수에 대하여 구간함수를 절단 차분 함수로 변환하는 방법을 제시하였고, 절단 차분 함수를 전류모드 CMOS에 의한 전류 미러 회로와 금지회로를 사용하여 일정한 패턴을 갖는 다치 논리회로로 구현하는 방법을 제시하였다. 또한 제시한 방법을 2변수 4치 MOD(4) 가산 진리표와 2변수 4치 유한체 GF(4)상의 승산 진리표를 실현하는 회로의 구현에 적용하였다. PSpice 시뮬레이션을 통하여 이 회로들에 대하여 동작특성을 보였다. 회로들의 시뮬레이션은 2㎛ CMOS 표준 기술을 이용하였고, 단위 전류를 15㎂로 하였으며, 전원전압은 3.3V를 사용하였다. 본 논문에서 제시한 전류모드 CMOS에 의해 구현된 회로들은 일정한 패턴, 상호연결의 규칙성을 가지며, 다치 논리함수의 변수의 확장성을 가지므로 VLSI 실현에 적합할 것으로 생각된다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.69-75
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• 2023

유한체 산술 연산은 현대 암호학(cryptography)과 오류 정정 부호(error correction codes) 등 다양한 응용에서 중요한 역할을 한다. 본 논문에서는 유한체상에서 몽고메리 곱셈 알고리즘을 사용한 효율적인 유한체 곱셈 알고리즘을 제안한다. 기존의 곱셈기들에서는 AND와 XOR 게이트를 사용하여 구현되었는데, 시간 및 공간 복잡도를 줄이기 위해서 NAND와 NOR 게이트를 사용하는 알고리즘을 제안하였다. 게다가 제안한 알고리즘을 기초로 적은 공간과 낮은 지연시간을 갖는 효율적인 세미-시스톨릭(semi-systolic) 유한체 곱셈기를 제안한다. 제안한 곱셈기는 기존의 곱셈기에 비해 낮은 공간-시간 복잡도(area-time complexity)를 가진다. 기존의 구조들과 비교하면, 제안한 유한체 곱셈기는 공간-시간 복잡도면에서 Chiou 등, Huang 등 및 Kim-Jeon의 곱셈기에 비해 약 71%, 66%, 33%가 감소되었다. 따라서 제안한 곱셈기는 VLSI 구현에 적합하며, 다양한 응용의 기본 구성 요소로 쉽게 적용될 수 있다.

• 정보보호학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.359-370
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• 2013

2010년, Lin과 Chan은 가역 비밀이미지 공유(reversible secret image sharing) 기법을 최초로 제안했다. 이 기법의 장점은 쉐도우 이미지(shadow images)의 왜곡 비율(distortion ratio)이 작고, 비밀이미지의 삽입량(embedding capacity)이 기존의 기법들에 비해 높으며, 가역(reversible)이 가능하다. 그러나 그들의 기법은 몇 가지 문제점들이 존재한다. 첫째, 나머지 연산(modular operation)에 사용하는 소수 m에 의하여 전체 참가자들의 수가 제한된다. 둘째, 비밀 공유 과정 내 양자화 값(quantized value)과 다항식의 결과 값의 덧셈 연산에서 오버플로우(overflow)가 발생한다. 마지막으로, 다항식 최고차항의 계수가 0이 되어 t-1명의 참가자로도 비밀데이터 접근이 가능해지는 문제점을 가진다. 본 논문에서는 Lin과 Chan이 제안한 기법의 문제점을 해결하는 동시에 쉐도우 이미지의 왜곡 비율이 작고 비밀 이미지의 삽입량을 향상시키는 기법을 제안한다. GF($2^8$)상에서의 다항식 연산을 통해 전체 참가자 수의 제한과 오버플로우 문제를 해결하고, 다항식 최고차항의 계수 중 MSB 4-비트를 고정하는 방법을 적용하여 계수가 0이 될 수 있는 문제점을 해결한다. 실험결과에서는 Lin과 Chan의 기법에서 PSNR과 삽입량이 서로 반비례하지만 제안한 기법의 경우 삽입량이 증가하더라도 PSNR은 45dB 이상으로 유지됨을 알 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.129-131
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• 2004

Elliptic Curve Cryptography (ECC) coprocessors support massive scalar multiplications of a point. We research the design for multi-segment multipliers in fixed-size ECC coprocessors using the multi-segment Karatsuba algorithm on GF($2^m$). ECC coprocessors of the proposed multiplier is verified on the SoC-design verification kit which embeds ALTERA EXCALIBUR FPGAs. As a result of our experiment, the multi-segment Karatsuba multiplier, which has more efficient performance about twice times than the traditional multi-segment multiplier, can be implemented as adding few H/W resources. Therefore the multi-segment Karatsuba multiplier which satisfies performance for the cryptographic algorithm, is adequate for a low cost embedded system, and is implemented in the minimum area.

• 정보보호학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.3-11
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• 2000

AAL-1에서는 (128, 124) Reed-Solomon부호를 사용한 인터리버 및 디인터리버에 의해 ATM 셀에서 발생하는 오류를 정정하고 있다. Reed-Solomon부호의 복호법 중 직접복호법은 오류위치다항식의 계산없이 오류위치와 오류치를 알 수 있으며 유한체 GF(2m)의 표현에서 정규기저를 사용하면 곱셈과 나눗셈을 단순한게 비트 이동만으로 처리할 수 있다. 직접복호법과 정규기저를 사용하여 ATM 적응계층에 적용 가능한 (128, 124) Reed-Solomon부호의 복호기를 설계하고 VHDL로 시뮬레이션 하였으며 이 복호기는 동일한 복호회로에 의해 둘 또는 하나의 심벌에 발생한 오류를 정정할 수 있다.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.1-9
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• 2022

Galois field arithmetic is important in error correcting codes and public-key cryptography schemes. Hardware realization of these schemes requires an efficient implementation of Galois field arithmetic operations. Multiplication is the main finite field operation and designing efficient multiplier can clearly affect the performance of compute-intensive applications. Diverse algorithms and hardware architectures are presented in the literature for hardware realization of Galois field multiplication to acquire a reduction in time and area. This paper presents a low complexity semi-systolic multiplier to facilitate parallel processing by partitioning Montgomery modular multiplication (MMM) into two independent and identical units and two-level systolic computation scheme. Analytical results indicate that the proposed multiplier achieves lower area-time (AT) complexity compared to related multipliers. Moreover, the proposed method has regularity, concurrency, and modularity, and thus is well suited for VLSI implementation. It can be applied as a core circuit for multiplication and division/exponentiation.