• 한국전자통신학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.409-416
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• 2014

유한체의 H/W 구현에는 정규기저를 사용하는 것이 효과적이며, 특히 최적 정규기저를 갖는 유한체의 H/W 구현이 가장 효율적이다. 타입 I 최적 정규기저를 갖는 유한체 $GF(2^m)$은 m 이 짝수이기 때문에 어떤 암호계에는 응용되지 못하는 단점이 있다. 그러나 타입 II 최적 정규기저를 갖는 유한체의 경우는 NIST에서 제안한 ECDSA 의 권장 커브가 주어진 $GF(2^{233})$이 타입 II 최적 정규 기저를 갖는 등 여러 응용분야에 적용 되므로, 이에 대한 효율적인 구현에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 타입 II 최적 정규기저를 갖는 유한체 $GF(2^m)$의 연산을 정규기저를 이용하여 표현하여 확대체 $GF(2^{2m})$의 원소로 표현하여 연산을 하는 새로운 비트-병렬 곱셈기를 제안하였으며, 기존의 가장 효율적인 곱셈기들보다 블록 구성방법이 용이하며, XOR gate 수가 적은 저 복잡도 곱셈기이다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제31권8호
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• pp.453-464
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• 2004

In order to solve the well-known drawback of reduced flexibility that is associate with ASIC implementations, this paper proposes a novel arithmetic unit over GF(2$^{m}$ ) for field programmable gate arrays (FPGAs) implementations of elliptic curve cryptographic processor. The proposed arithmetic unit is based on the binary extended GCD algorithm and the MSB-first multiplication scheme, and designed as systolic architecture to remove global signals broadcasting. The proposed architecture can perform both division and multiplication in GF(2$^{m}$ ). In other word, when input data come in continuously, it produces division results at a rate of one per m clock cycles after an initial delay of 5m-2 in division mode and multiplication results at a rate of one per m clock cycles after an initial delay of 3m in multiplication mode respectively. Analysis shows that while previously proposed dividers have area complexity of Ο(m$^2$) or Ο(mㆍ(log$_2$$^{m}$ )), the Proposed architecture has area complexity of Ο(m), In addition, the proposed architecture has significantly less computational delay time compared with the divider which has area complexity of Ο(mㆍ(log$_2$$^{m}$ )). FPGA implementation results of the proposed arithmetic unit, in which Altera's EP2A70F1508C-7 was used as the target device, show that it ran at maximum 121MHz and utilized 52% of the chip area in GF(2$^{571}$ ). Therefore, when elliptic curve cryptographic processor is implemented on FPGAs, the proposed arithmetic unit is well suited for both division and multiplication circuit.

• 전자공학회논문지SC
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• 제41권5호
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• pp.29-36
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• 2004

본 논문에서는 m차 trinomial을 적용한 새로운 GF(2m)상의 승산기법과 그 구현회로를 제안하였다. 제안한 연산기법들을 각각 MR, PP 및 MS라 명칭한 연산모듈로 구현하였고, 이들을 조직화하여 새로운 GF(2/sup m/) 병렬 승산회로를 구성하였다. 제안된 GF(2/sup m/) 승산기의 회로복잡도는 ㎡ 2-입력 AND게이트와 ㎡-1 2-입력 XOR게이트이며, 연산에 소요되는 지연시간은 T/sub A/+(1+[log₂/sup m/])T/sub x/이다. 제안된 연산기의 시스템 복잡도와 구성상의 특징을 타 연산기들과 비교하였고, 그 결과를 표로 정리하여 보였다. 제안된 승산기는 정규화된 모듈구조와 확장성을 가지므로 VLSI 구현에 적합하며, 타 연산회로로의 응용이 용이하다.

• 한국정보보호학회:학술대회논문집
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• 한국정보보호학회 2003년도 동계학술대회
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• pp.174-178
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• 2003

본 논문은 기존의 정규 기저를 이용한 역원 알고리즘인 IT 알고리즘과 TYT 알고리즘을 개선한 GF(q$^{m}$ )＊(q = 2$^n$)에서의 효율적인 역원 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 작은 n에 대해 GF(q)＊의 원소에 대한 역원을 선행 계산으로 저장하고, m-1을 몇 개의 인수와 나머지로 분해함으로써 역원 알고리즘에 필요한 곱셈의 수를 줄일 수 있는 방법이다. 즉, 작은 양의 데이터에 대한 메모리 저장 공간을 이용하여, GF(q$^{m}$ )＊에서의 역원을 계산하는 데 필요한 곱셈의 수를 줄일 수 있음을 보여준다.

• 정보보호학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.17-28
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• 2002

XTR은 유한체 GF( $p^{6}$)의 곱셈군의 부분군의 원소를 새롭게 표현하는 방법이며, 유한체 GF( $p^{6m}$)으로도 일반화가 가능하다.$^{[6,9]}$ 본 논문은 XTR이 적용 가능한 확장체 중에서 최적 확정체를 제안한다. 최적 확장체를 선택하기 위해 일반화된 최적 확장체(Generalized Optimal Extension Fields : GOEFs)를 정의하며, 소수 p의 조건, GF(p)위에서 CF( $p^{2m}$)을 정의하는 다항식, GF($P^{2m}$)에서 빠른 유한체 연산을 실현하기 위해서 GF($P^{2m}$)에서 빠른 곱셈 방법을 제안한다. 본 논문의 구현 결과로부터, GF( $p^{36}$ )$\longrightarrow$GF( $p^{12}$ )이 BXTR을 위한 가장 효과적인 확장체이며, GF( $p^{12}$ )에서 Tr(g)이 주어질 때 Tr( $g^{n}$ )을 계산하는 것은 평균적으로 XTR 시스템의 결과보다 두 배 이상 빠르다.$^{［6,10］}$ (32 bits, Pentium III/700MHz에서 구현한 결과)

• 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.

• 대한전자공학회논문지
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• 제25권10호
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• pp.1216-1224
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• 1988

本 論文에서는 多値論理 函數를 계산하기 위해 GF ($2^m$)上의 元素生成, 加算, 裵算 및 除算에 대한 알고리듬을 제시하고 이 알고리듬에 의한 加算과 裵算의 결과를 ROM 構造의 電流방식 CMOS 回路로 設計하였다. 제시된 황算 알고리듬은 GF ($2^m$)上에서 多値論理 函數의 계산에 있어서 표조사방법이나 유클리드 알고리듬이 要하는 많은 양의 계산을 決數 m의 증가에 관계없이 범용 컴퓨터를 이용해 비교적 용이하게 처리할 수 있다. 또한 제시한 ROM 構造의 電流방식 CMOS 回路로 대칭적 多値論理値表 回路設計에 적합하고 GF ($2^m$)上의 加算 및 裵算을 동시에 실현할 수 있다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제41권6호
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• pp.27-35
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• 2004

유한 필드, 즉 Galois 필드는 에러 정정 코드, 디지털 신호처리, 암호법(cryptography)와 같은 광범위한 응용 분야에 사용되고 있다. 이 응용들은 종종 GF(2/sup m/)에서 지수제곱 연산을 필요로 한다. 기존에 제안되었던 방법들은 지수제곱 연산을 반복, 순환적인 곱셈으로 구현하여 계산시간이 많이 걸리거나, 또는 구현 시 하드웨어 구조가 복잡하여 하드웨어 비용이 큰 경우가 많았다. 본 논문에서는 지수제곱 연산을 하는 효과적인 방법을 제안하고 이를 VHDL로 구현하였다. 이 회로는 지수의 각 비트에 해당하는 곱셈 항들을 계산하고 이 들을 곱함으로써 지수제곱 연산을 계산한다. 과거에는 이 알고리즘이 원시 다항식의 근의 지수제곱 연산을 계산하는 데 사용되는 것으로 국한되어 있었으나, 본 논문에서는 이 알고리즘을 GF(2/sup m/)의 임의의 원소의 지수제곱 연산으로 확장하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.235-239
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• 1989

유한체 GF($2^m$)상에서 임의의 두 원소를 곱하는 승산기를 제시하였으며 동작과정을 단계별로 설명하였다. 본 논문에서 제시된 회로는 기준의 선형궤한 치환 레지스터를 이용한 회로가 변형된 형태로서 m단 궤환치환 레지스터, m-1개의 플립플롭, m개의 AND게이트, 그리고 m-입력 XOR 게이트로 구성되며 회로가 간단하다. GF($2^m$)의 두 원소를 곱할 때, 기존의 치환 레시스터 승산기는 m번 치환하면 곱셈의 결과가 레지스터에 축적되므로 m클럭시간 만큼 지연되는 반면 제안된 승산기는 입력되고부터 직렬출력을 얻을 때까지 m-1 클럭시간이 소요되며 cellular-array 승산기에 비해 매우 간단하고 systolic 승산기에 비해서는 지연시간도 단축된다.

• 정보보호학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.127-132
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• 2003

Cryptosystems have received very much attention in recent years as importance of information security is increased. Most of Cryptosystems are defined over finite or Galois fields GF($2^m$) . In particular, the finite field GF($2^m$) is mainly used in public-key cryptosystems. These cryptosystems are constructed over finite field arithmetics, such as addition, subtraction, multiplication, and multiplicative inversion defined over GF($2^m$) . Hence, to implement these cryptosystems efficiently, it is important to carry out these operations defined over GF($2^m$) fast. Among these operations, since multiplicative inversion is much more time-consuming than other operations, it has become the object of lots of investigation. Recently, many methods for computing multiplicative inverses at hi호 speed has been proposed. These methods are based on format's theorem, and reduce the number of required multiplication using normal bases over GF($2^m$) . The method proposed by Itoh and Tsujii[2] among these methods reduced the required number of times of multiplication to O( log m) Also, some methods which improved the Itoh and Tsujii's method were proposed, but these methods have some problems such as complicated decomposition processes. In practical applications, m is frequently selected as a power of 2. In this parer, we propose a fast method for computing multiplicative inverses in GF($2^m$) , where m = ($2^n$) . Our method requires fewer ultiplications than the Itoh and Tsujii's method, and the decomposition process is simpler than other proposed methods.