• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 춘계학술대회
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• pp.246-248
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• 2022

Bernstein이 제안한 새로운 타원곡선 형태인 이진 에드워즈 곡선 (binary Edwards curves; BEdC)는 예외점이 없어 완전한 덧셈 법칙이 만족한다. 본 논문에서는 투영 좌표계를 적용한 BEdC 상의 점 스칼라 곱셈의 효율적인 하드웨어 구현에 대해 기술한다. 점 스칼라 곱셈을 위해 modified Montgomery ladder 알고리듬을 적용하였으며, 257-비트 이진 덧셈기와 이진 제곱기, 32-비트 이진 곱셈기를 사용하여 하위 이진체 연산을 구현했다. Zynq UltraScale+ MPSoC 디바이스에 구현하여 설계된 BEdC 크립토 코어를 검증하였으며, 점 스칼라 곱셈 연산에 521,535 클록 사이클이 소요된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.1212-1217
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• 2004

타원곡선 암호시스템에서의 가장 큰 뼈대가 되는 연산은 스칼라 곱셈 연산이다. 이러한 타원 곡선유한체 내에서 유한체 곱셈과 유한체 나눗셈보다 한 계층 상위의 개념에서 수행되는 스칼라 곱셈의 구현은 주로 두배점-덧셈(double-and-add)이라는 방식이 많이 쓰였고 〔1, 최근에는 NAF(Non Adjacent Format) 〔2〕 알고리즘이 제안되었다. 본 논문에서는 radix4 Booth's 알고리즘을 응용하여 기존 방식보다 한 단계 더 효율적인 스칼라 곱셈 알고리즘을 제안하였다 기존의 double-and-add 알고리즘으로 처리하였던 스칼라 곱셈 방식을 개선한 새로운 네배점-덧셈(quad-and-add) 알고리즘을 유도한 다음, 이를 사용하기 위하여 새로운 네배점(point quadruple; quad( )) 연산을 유도하고 증명하였다. 유도한 수식들은 C 프로그램과 HDL을 사용하여 실제 계산에 응용하여 증명하였다. 제안된 타원곡선 스칼라 곱셈 방식은 타원곡선 암호시스템 응용 분야의 효율적이고 빠른 연산을 처리하는데 적용할 수 있다.

• East Asian mathematical journal
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• 제39권5호
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• pp.529-536
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• 2023

This paper introduces the Frobenius endomophisms on the binary Hessian curves. It provides an efficient and computable homomorphism for computing point multiplication on binary Hessian curves. As an application, it is possible to construct the GLV method combined with the Frobenius endomorphism to accelerate scalar multiplication over the curve.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제6권2호
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• pp.25-29
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• 2020

타원곡선 암호 알고리즘은 RSA 공개키 알고리즘에 비해 짧은 키의 길이와 적은 통신 부하 때문에 IoT 환경에서 인증용으로 많이 사용되고 있다. 타원곡선 암호 알고리즘의 핵심연산인 스칼라 곱셈이 안전하게 구현되지 않으면, 공격자가 단순 전력분석이나 차분 전력분석을 사용하여 비밀 키를 찾을 수 있다. 본 논문에서는 스칼라 난수화와 타원곡선점 가리기를 함께 적용하고, 연산의 효율성이 크게 떨어지지 않으며 전력분석 공격법에 대응하는 결합 난수 타원곡선 스칼라 알고리즘을 제안한다. 난수 r과 랜덤 타원곡선 점 R에 대해 변형된 Shamir의 두 배 사다리 알고리즘을 사용하여 타원곡선 스칼라 곱셈 kP = u(P+R)-vR을 계산한다. 여기에서 위수 n=2^l±c일 때, 2^lP=∓cP를 이용하여 l+20 비트 정도의 u≡rn+k(modn)과 ν≡rn-k(modn)를 구한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.65-76
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• 2005

EC-DSA나 EC-ElGamal과 같은 타원곡선 암호시스템의 성능 향상을 위해서는 타원곡선 상수배 연산을 빠르게 하는 것이 필수적이다. 타원곡선 특유의 Frobenius 사상을 이용한 $base-{\phi}$ 전개 방식은 Koblitz에 의해 처음 제안되었으며, Kobayashi 등은 최적확장체 위에서 정의되는 타원곡선에 적용할 수 있도록 $base-{\phi}$ 전개 방식을 개선하였다. 그러나 Kobayashi 등의 방법은 여전히 개선의 여지가 남아있다. 본 논문에서는 최적확장체에서 정의되는 타원곡선상에서 효율적인 상수배 연산 알고리즘을 제안한다. 제안한 상수배 알고리즘은 Frobenius사상을 이용하여 상수 값을 Horner의 방법으로 $base-{\phi}$ 전개하고, 이 전개된 수식을 최적화된 일괄처리 기법을 적용하여 연산한다. 제안한 알고리즘을 적용할 경우, Kobayashi 등이 제안한 상수배 알고리즘보다 $20\%{\sim}40\%$ 정도의 속도 개선이 있으며, 기존의 이진 방법에 비해 3배 이상 빠른 성능을 보인다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2004년도 SMICS 2004 International Symposium on Maritime and Communication Sciences
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• pp.49-52
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• 2004

Scalar multiplication is the back-bone operation in the elliptic curve cryptosystem. Quad-and-add algorithm replaced the traditional double-and-add algorithm to compute the scalar multiplication. In this paper, we introduce the method of utilizing the point quadruple scalar operation in the elliptic curve cryptosystem. Induced expressions were applied to real cryptosystem and proven at C language level. Point quadruple operation can be utilized to fast and efficient computation in the elliptic curve cryptosystem.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제31권10호
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• pp.588-592
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• 2004

스칼라 곱셈은 정수 $textsc{k}$와 타원곡선 상의 한 점 P가 주어졌을 때 $textsc{k}$P를 계산하는 연산이다. 스칼라 곱셈을 빠르게 하기 위한 일반적인 방법으로 Agnew Mullin, Vanstone은 고정된 값의 해밍 웨이트를 갖는 스칼라 $textsc{k}$를 이용하는 방법을 제안하였다. 본 논문에서는 고정된 값의 부호화 해밍 웨이트를 갖는 $textsc{k}$를 이용하는 방법을 제안하고, 이 방법이 더 안전함을 보인다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2004년도 춘계종합학술대회
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• pp.784-787
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• 2004

타원곡선 암호시스템에서의 가장 줄기가 되는 연산은 스칼라 곱셈 연산이다. 본 논문에서는 기존의 두배점-덧셈 (double-and-add) 알고리즘으로 처리하였던 스칼라 곱셈 연산을 개선하여 네배점-덧셈(fund-and-add) 알고리즘을 사용하기 위하여 네배점 (point quadruple) 연산을 유도한다. 유도된 식은 C 프로그램을 사용하여 실제 계산에 응용하여 증명하였다. 네배점 스칼라 연산은 타원곡선 암호시스템의 효율적이고 빠른 연산을 처리하는데 응용될 수 있다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권1호
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• pp.118-125
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• 2016

This paper presents a new high-efficient algorithm and architecture for an elliptic curve cryptographic processor. To reduce the computational complexity, novel modified Lopez-Dahab scalar point multiplication and left-to-right algorithms are proposed for point multiplication operation. Moreover, bit-serial Galois-field multiplication is used in order to decrease hardware complexity. The field multiplication operations are performed in parallel to improve system latency. As a result, our approach can reduce hardware costs, while the total time required for point multiplication is kept to a reasonable amount. The results on a Xilinx Virtex-5, Virtex-7 FPGAs and VLSI implementation show that the proposed architecture has less hardware complexity, number of clock cycles and higher efficiency than the previous works.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권8호
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• pp.1172-1179
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• 2022

이진 에드워즈 곡선 (Binary Edwards Curves; BEdC) 기반의 공개키 암호 시스템을 위한 점 스칼라 곱셈기 설계에 대해 기술한다. BEdC 상의 점 덧셈 (Point Addition; PA)과 점 두배 (Point Doubling; PD) 연산의 효율적인 구현을 위해 유한체 연산에 투영 좌표계를 적용하였으며, 이에 의해 점 스칼라 곱셈 (Point Scalar Multiplication; PSM)에 단지 1회의 유한체 역원 연산만 포함되어 연산성능이 향상되었다. 하드웨어 설계에 최적화를 적용하여 PA와 PD의 유한체 연산을 위한 저장 공간과 연산 단계를 약 40% 감소시켰다. BEdC를 위한 점 스칼라 곱셈기를 두 가지 유형으로 설계했으며, Type-I은 257-b×257-b 이진 곱셈기 1개를 사용하고, Type-II는 32-b×32-b 이진 곱셈기 8개를 사용한다. Type-II 설계는 Type-I 구조에 비해 LUT를 65% 적게 사용하나, 240 MHz로 동작할 때 약 3.5배의 PSM 연산시간이 소요되는 것으로 평가되었다. 따라서 Type-I의 BEdC 크립토 코어는 고성능이 필요한 경우에 적합하고, Type-II 구조는 저면적이 필요한 분야에 적합하다.