• 센서학회지
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• 제24권2호
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• pp.124-130
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• 2015

This paper presents a high performance HIGHT processor that can be applicable for CCM mode. In fact, HIGHT algorithm is a 64-bit block cipher. However, the proposed HIGHT extends the basic block length to 128-bit. The proposed HIGHT is operated as 128-bit block cipher and it can treat 128-bit block at once. Thus, it can be applicable for the various WSN applications that need fast and ultralight 128-bit block cipher, in particular, to be operated in CCM mode. In addition, the proposed HIGHT processor shares the common logics such as 128-bit key scheduler and control logics during encryption and decryption to reduce the area overhead caused by the extension of data block length. From the simulation results, the circuit area and power consumption of the proposed HIGHT are increases as 40% and 64% compared to the conventional 64-bit counterpart. However, the throughput of the proposed HIGHT can be up to two times as fast. Consequently, the proposed HIGHT is useful for USN and handheld devices based on battery as well as RFID tag the size of circuit is less than 5,000 gates.

• 융합보안논문지
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• 제15권2호
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• pp.81-89
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• 2015

HIGHT (HIght security and light weighHT) 암호는 기밀성을 요구하는 네트워크 환경에서 사용할 수 있도록 국내에서 개발된 저전력 경량화 64비트 블록 암호 알고리즘이다. 본 논문은 키스케쥴러에 사용되는 LFSR 및 역 LFSR의 4개의 병렬 출력을 허용할 수 있는 구조를 제안하였다. 또한, 각 라운드 연산에 필요한 4개의 서브키를 동일 클럭 사이클에 생성할 수 있도록 구성하였다. 따라서, 전체 HIGHT 암호 프로세서가 단일 시스템 클럭에 의해 제어할 수 있다. VHDL을 이용하여 회로를 합성한 후, 검증한 결과 제안된 키 스케쥴러의 회로 크기는 기존 키 스케쥴러에 비해 9% 감소되었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제9권11호
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• pp.74-79
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• 2009

본 논문은 HIGHT 블록 암호 알고리즘의 성능 개선을 위하여 하드웨어 구조와 키 스케줄의 공유를 위한 FSM을 제안하였다. 또한 HIGHT 블록 암호 알고리즘을 RFID 시스템에 적용하였을 때 사용 가능한 효과적인 프로토콜을 도입하였다. 개선된 HIGHT 블록 암호 회로의 하드웨어 크기는 RFID 태그에 적용 가능한 작은 크기를 가지면서 기존의 HIGHT 블록 암호 회로에 비해 암호화 성능을 두 배로 향상시켰다. 제안하는 프로토콜은 무선 주파수 통신으로 인한 보안의 취약성을 극복하여 RFID 태그의 개인정보에 대한 보안을 강화할 수 있다.

• 정보보호학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.485-494
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• 2012

HIGHT는 국내에서 개발된 초경량 블록 암호로서, 정보통신단체(TTA) 표준과 국제표준화기구(ISO/IEC) 18033-3 표준으로 제정되었다. 본 논문에서는 블록암호 HIGHT에 대한 차분 오류 주입 공격을 제안한다. 제안하는 공격에서 공격자는 암호화 과정에서 라운드 28의 입력값에 임의의 1-바이트 오류를 주입할 수 있다고 가정한다. 이러한 가정에서 오류 주입을 통해 얻어진 암호문과 정상적으로 얻어진 암호문의 차분 특성을 이용하여 비밀키를 복구한다. 12개의 오류를 주입할 경우에는 88%의 성공 확률, 7개의 오류를 주입하는 경우에는 51%의 성공 확률로 수초내에 HIGHT의 비밀키를 복구한다.

• 센서학회지
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• 제24권2호
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• pp.107-112
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• 2015

HIGHT is an 64-bit block cipher, which is suitable for low power and ultra-light implementation that are used in the network that needs the consideration of security aspects. This paper presents a parallel key scheduler that generates the whitening keys and subkeys simultaneously for both encryption and decryption processes. We construct the reverse LFSR and key generation blocks to generate the keys for decryption process. Then, the new key scheduler is made by sharing the common logics for encryption and decryption processes to minimize the increase in hardware complexity. From the simulation results, the logic size is increased 1.31 times compared to the conventional HIGHT. However, the performance of HIGHT including the proposed key scheduler can be increased by two times compared to the conventional counterpart.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권9호
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• pp.1993-1999
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• 2011

한국기술표준원(KATS)과 국제표준화기구(ISO/IEC)에 의해 표준으로 채택된 블록암호 알고리듬 HIGHT용 저면적/저전력 암호/복호 코어를 설계하였다. HIGHT 알고리듬은 USN, RFID와 같은 유비쿼터스 환경에 적합하도록 개발되었으며, 128 비트 마스터 키를 사용하여 64 비트 평문을 64 비트 암호문으로, 또는 그 역으로 변환한다. 저면적과 저전력 구현을 위해 암호화 및 복호화를 위한 라운드 변환 블록과 키 스케줄러의 하드웨어 자원이 공유되도록 설계를 최적화하였다. 0.35-${\mu}m$ CMOS 표준 셀 라이브러리를 이용한 합성결과, HIGHT64 코어는 3,226 게이트로 구현되었으며, 80-MHz@2.5-V로 동작하여 150-Mbps의 성능을 갖는 것으로 평가되었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 춘계학술대회
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• pp.125-128
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• 2011

본 논문에서는 한국기술표준원(KATS)과 국제표준화기구(ISO/IEC)에 의해 표준으로 채택된 블록암호 알고리즘 HIGHT의 효율적인 하드웨어를 구현하였다. HIGHT 알고리듬은 USN과 RFID와 같은 유비쿼터스 환경에 적합하도록 개발되었으며, 128 비트 마스터 키를 사용하여 64 비트 평문을 64 비트 암호문으로, 또는 그 역으로 변환한다. 저면적과 저전력 구현을 위해 암호화 및 복호화를 위한 라운드 변환 블록과 키 스케줄러의 하드웨어 자원이 공유되도록 설계 최적화를 하였다. $0.35-{\mu}m$ CMOS 표준 셀 라이브러리를 이용한 합성결과, HIGHT64 코어는 3,226 게이트로 구현되었으며, 80-MHz@2.5-V로 동작하여 150-Mbps의 성능을 갖는 것으로 평가되었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.495-504
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• 2012

본 논문에서는 국제 표준 블록 암호 알고리즘인 HIGHT를 CPU 및 GPU 상에서 소프트웨어로 고속화 구현하기 위한 다양한 방법을 시도한다. 먼저 CPU 상에서는 32비트 및 64비트 운영체제를 고려하고 비트 슬라이싱 및 바이트 슬라이싱 기법을 적용한다. 이들 최적화 기법의 적용 결과, Intel core i7 920 CPU 상에서 64비트 운영체제를 이용할 경우 최대 1.48Gbps의 속도를 보여 슬라이싱이 적용되지 않은 기존 구현에 비해 최대 2.4배 빠른 성능을 확인할 수 있었다. 한편 GPU 상에서는 NVIDIA의 CUDA 라이브러리를 활용하였으며, 서브키 및 F 함수를 위한 룩업 테이블 등과 같이 자주 사용되는 데이터를 공유 메모리에 저장하여 사용하고, 전역 메모리에서 데이터를 읽어올 때는 통합 접근(coalesced access) 기법을 사용하는 등 최적화 기법들을 적용해 구현하였다. 특히 본 논문은 GPU 상에서 HIGHT를 최적화한 최초의 결과로, GPU 상에서도 바이트 슬라이싱 기법을 적용할 경우 단순 구현 결과보다 20% 이상 빠른 성능을 확인할 수 있었으며, CPU에 비해서는 약 31배 빠른 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.778-784
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• 2012

대칭형 블록 암호 시스템은 암호화와 복호화 과정에서 동일한 암호키를 사용한다. HIGHT 암호 알고리즘은 2010년 ISO/IEC에서 국제표준으로 승인된 모바일용 64비트 블록 암호기술이다. 본 논문에서는 HIGHT 블록 암호 알고리즘을 Verilog-HDL을 이용하여 설계하였다. ECB, CBC, OFB 및 CTR과 같은 블록 암호용 4개의 암호 운영모드를 지원하고 있다. 고정된 크기의 연속적인 메시지 블록을 암 복호화할 때, 매 34클럭 사이클마다 64비트 메시지 블록을 처리할 수 있다. Xilinx사의 vertex 칩에서 144MHz의 동작 주파수를 가지며, 최대 처리율은 271Mbps이다. 설계된 암호 프로세서는 PDA, 스마트 카드, 인터넷 뱅킹 및 위성 방송 등과 같은 분야의 보안 모듈로 응용이 가능할 것으로 사료된다.

• 정보보호학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.457-465
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• 2015

사물인터넷은 다양한 장비에서 통신이 가능해야 한다. 사물인터넷 통신환경에서도 보안적인 요소를 고려해야하기 때문에 다양한 장비에 알맞은 암호 알고리즘이 필요하다. 그러므로 경량 블록 암호 알고리즘은 임베디드 플랫폼 사이에서 안전한 통신을 위하여 필수적이다. 그러나 이러한 환경에서 사용되는 경량블록알고리즘은 부채널 분석에 대한 취약점이 존재할 수 있다. 그렇기 때문에 부채널 대응기법을 고려하지 않을 수가 없다. 본 논문에서는 국산 경량암호 알고리즘인 ARX구조의 HIGHT 알고리즘에 대한 1차 전력분석 방법들을 제시하고 그 취약점을 확인한다. 또한, 1차 전력분석에 안전하도록 HIGHT를 설계하는 방법을 제안한다. 마지막으로, AES 와의 성능비교를 통하여 얼마나 효율성을 갖는지에 대해서 설명한다.