• 정보보호학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.77-83
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• 2000

This paper presents a new modular multiplier for Montgomery multiplication using iterative small carry save adder. The proposed multiplier is more flexible and suitable for long bit multiplication due to its scalable property according to design area and required computing time. We describe the word-based Montgomery algorithm and design architecture of the multiplier. Our analysis and simulation show that the proposed multiplier provides area/time tradeoffs in limited design area such as IC cards.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 추계종합학술대회 B
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• pp.732-735
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• 2008

RSA 암호 알고리즘의 고속 연산에 핵심이 되는 법 곱셈 (modular multiplication)을 고속으로 처리하기 위해서 몽고메리 알고리즘이 연구되고 발전되어 왔다. 이 몽고메리 알고리즘에서는 법 곱셈에 나눗셈이 들어가지 않기 때문에 빠른 법 곱셈 연산을 수행할 수 있다. 하지만, 일반 잉여 형태의 숫자를 몽고메리 표현 형태로 변환하고 이후에 결과를 다시 일반 잉여 형태로 변환하는 과정에서 별도로 연산이 필요하게 된다. 1024 비트 이상의 고비도의 RSA 연산을 수행하기 위해서는 키 비트를 워드 단위로 쪼개어 다진법 개념을 도입하여 연산할 수가 있다. 본 논문에서는 몽고메리 알고리즘을 개선시키기 위하여 오퍼랜드 스캐닝 개념을 도입한 방법을 연구하여 비교하였다. 각각의 방법은 최적화에 대한 이슈, 메모리 공간에 대한 이슈, 연산 시간에 대한 이슈를 고려 대상으로 한다.

• 한국정보보호학회:학술대회논문집
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• 한국정보보호학회 1996년도 종합학술발표회논문집
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• pp.160-164
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• 1996

Montgomery 알고리듬은 모듈라 연산을 고속으로 수행하는 방법이다. 그러나 이는 연산할 수를 n-residue로 변환하는 전처리 단계가 필요하다. 이러한 residue 변환에 필요한 오버헤드로 인해 한번의 곱셈에는 비효율적이다. 본 논문에서는 Montgomery 알고리듬을 사용하여 한번의 곱셈을 효율적으로 수행하는 방법을 제안한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.95-105
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• 2002

본 논문에서는 공개키 암호 시스템에서 인증, 키 교환 및 전자 서명을 위해 사용되는 RSA 공개키 암호 알고리즘의 효율적인 하드웨어 구현 방법에 대해 기술하였다. RSA 공개키 알고리즘은 모듈러 멱승 연산에 의해 계산되어지며, 모듈러 멱승 연산은 반복적인 모듈러 곱셈 연산을 필요로 한다. 모듈러 곱셈 구현을 위한 많은 알고리즘 중, 하드웨어 구현의 효율성 때문에 Montgomery 알고리즘이 많이 사용되어지고 있다. 지금까지 몽고메리 알고리즘을 이용하여 고성능의 RSA 암호회로를 설계하는 연구는 많이 수행되어 왔으나, 대부분의 연구가 시스템의 고성능을 위한 연산 시간의 감소에 중점을 두고있다. 하드웨어 구현에 제한이 있는 시스템에서 하드웨어 설계 시 가장 고려해야 할 사항은 시스템의 성능과 면적을 고려한 설계이다. 이러한 이유로, 본 논문에서는 기존의 Montgomery 알고리즘을 저면적 회로에 적합한 구조로 개선하였으며, 개선된 알고리즘을 이용하여 ETRI에서 개발한 스마트 카드용 에뮬레이팅 시스템인 IESA 시스템에 적용하여 검증하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.41-46
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• 2013

유한체상의 곱셈기는 오류 제어 코드, 암호시스템 및 디지털 신호처리와 같은 여러 분야의 기본적인 구성 요소이다. 최근 다양한 유한체상의 곱셈기가 세미-시스톨릭 구조를 기반으로 제안되었다. 또한, 몽고메리 알고리즘은 효율적인 곱셈 연산 알고리즘으로 잘 알려져 있다. 본 논문은 유한체 상에서 다항식 표현을 사용하여 효율적인 몽고메리 곱셈 알고리즘을 유도하고 이를 기반으로 세미-시스톨릭 몽고메리 곱셈기를 제안한다. 제안한 곱셈기는 병렬 구조에 적합한 몽고메리 인자를 선택하였으며 전체 계산 구조를 두 부분으로 나누어 동시에 계산할 수 있다. 제안한 곱셈기는 기존의 곱셈기에 비해 시간 복잡도를 30%~50% 정도 줄임으로써 전체 시간 복잡도의 30% 정도를 줄였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권10호
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• pp.1093-1100
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• 2015

RSA 암호법의 안전성은, 덫 문으로 사용되는 큰 정수 N을 소인수분해하는 일이 매우 어렵다는 사실에 기반을 두고 있기 때문에, RSA 암호법을 이용하여 암호문을 전달할 때와 그 암호문을 공격할 때에는 합성수를 소인수분해하는 방법이 매우 중요한 문제이다. 100자리 이상의 큰 정수 N을 소인수분해하는 지금까지 알려진 가장 빠른 알고리즘은 일반 수체 체(General Number Field Sieve, GNFS) 알고리즘이지만, 현대의 공개키 암호법에서 자주 사용되는 20~25 자리의 수(64.~83 비트)정도의 소인수를 찾아내는 가장 빠른 알고리즘은 Lenstra의 타원곡선법이다. 그러나 Lenstra의 방법은 실행시간의 대부분을 $M{\cdot}P$ mod N을 계산하는 과정에서 소비하게 되었기 때문에, Montgomery와 Koyama는 $M{\cdot}P$ mod N을 고속으로 계산하는 방법을 제안하였다. 본 논문에서는 Montgomery와 Koyama의 방법을 분하여, 최적의 매개변수를 선택하고 곱셈횟수를 줄여서 구축한 효율적인 $M{\cdot}P$ mod N 계산 알고리즘을 제안한다. 분석결과, Montgomery와 Koyama의 알고리즘보다 제안한 알고리즘이 H/W에서의 구현시간을 약 20% 단축하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.63-74
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• 2001

본 논문에서는 공개 키 암호시스템에서의 필수적인 연산인 모듈라 멱승을 처리하기 위한 멱승기의 회로 구조를 제안한다. 제안한 멱승기는 Montgomery 알고리듬을 사용한 곱셈기를 채택하였으며 멱승의 사전·사후 계산 과정을 쉽게 처리할 수 있도록 MUX를 이용한 것이 특징이다. 논문에서 n비트의 모듀라 멱승을 가정하여 L-R 이진 방식과 R-L이진 방식에 기초한 두 가지 형태의 설계 구조를 제안하였다. 구현에 사용된 곱셈기가 m번 클럭의 캐리 처리과정을 포함하여 (n+m)번의 클럭만에, R-L 방식 멱승기는 (n+4)(n+m)번의 클럭 시간에 멱승을 처리할 수 있다.

• 정보보호학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.63-70
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• 2009

최근의 연구는 RSA와 같은 암호 시스템에서 멱승 알고리즘을 구현할 경우 물리적 공격에 취약하여 비밀 키를 노출할 수 있음을 보이고 있다. 특히, Schmidt와 Hurbst는 RSA 이진 멱승(binary exponentiation) 실행시 수행하는 제곱(squaring) 연산을 건너뛰게 하여 얻은 오류 서명값을 이용하여 비밀 키를 얻을 수 있음을 실험적으로 보였다. 본 논문에서는 Schmidt와 Hurbst의 공격 가정에 기반하여 곱셈(multiplication) 연산이나 반복 제어문 연산을 건너뛰어 비밀 키를 공격하는 방법을 제안한다. 또한, 반복 제어문을 건너뛰는 오류 공격을 확장하여 단순 전력 분석 공격(simple power analysis)공격에 대응하기 위해 제안된 몽고메리(Montgomery ladder) 멱승 알고리즘도 공격할 수 있음을 보인다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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• pp.337-340
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• 2001

This paper presented a new structure of RSA cryptosystem using modified Montgomery algorithm and CSA(Carry Save Adder) tree. Montgomery algorithm was modified to a radix-4 modified Booth algorithm. By appling radix-4 modified Booth algorithm and CSA tree to modular multiplication, a clock cycle for modular multiplication has been reduced to (n＋3)/2 and carry propagation has been removed from the cell structure of modular multiplier. That is, the connection efficiency of full adders is enhanced.

• 정보처리학회논문지C
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• 제8C권1호
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• pp.32-40
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• 2001

본 논문에서는 기존의 Montgomery 알고리듬을 개선한 고속 모듈러 곱셈 알고리듬을 제안하고, 이를 기본으로 하여 디지털 서명에 적용 가능한 1024비트 RSA 암호 시스템의 설계 및 구현에 관하여 기술한다. 제안된 방법은 부분합 계산시 단지 1번지의 덧셈 연산이 필요하지만, 기존 Montgomery 알고리듬에서는 2번의 덧셈연산이 요구되므로 기존 방법에 비해 계산 속도가 빠르며, 하드웨어 면적도 매우 감소된다. 제안된 RSA 암호 시스템은 VHDL(VHSIC Hardware Description Language)을 이용하여 모델링하였고, $Synopsys^{TM}$사의 Design Analyzer를 이용하여 논리합성(Altera 10K lib. 이용)을 수행하였다. 또한, FPGA 구현을 위하여 Altera MAX+PLUS II상에서 타이밍 시뮬레이션을 수행하였다. 실험을 통하여 제안된 방법은 계산 속도가 매우 빠르며, 하드웨어 면적도 매우 감소함을 확인하였다.