• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 춘계종합학술대회
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• pp.931-934
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• 2005

The scalar point multiplication operations is one of the most time-consuming components in elliptic curve cryptosystems. In this paper, we suggest how to induce the point-quadruple (4Q) operation by improving the double-and-add method, which has been a prevailing computing method for calculating the result of a scalar point multiplication. Induced and drived numerical expressions were evaluated and verified by a real application using C programming language. The induced algorithm can be applied to a various kind of calculations in elliptic curve operations more efficiently and by a faster implementation.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.174-179
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• 2021

에드워즈 곡선 Edwards25519와 Edwards448 상의 점 스칼라 곱셈(point scalar multiplication; PSM)을 지원하는 EdCC (Edwards curve cryptography) 코어를 설계하였다. 저면적 구현을 위해 워드 기반 몽고메리 곱셈 알고리듬을 기반으로 유한체 곱셈기를 설계하였으며, 나눗셈 연산 없이 점 연산을 구현하기 위해 확장 트위스티드 에드워즈 좌표계를 적용하였다. EdCC 코어를 100 MHz의 클록으로 합성한 결과, 24,073 등가 게이트와 11 kbit의 RAM으로 구현되었으며, 최대 동작 주파수는 285 MHz로 추정되었다. Edwards25519와 Edwards448 곡선 상의 PSM을 각각 초당 299회, 66회 연산하는 것으로 평가되었으며, 유사한 구조의 타원곡선 암호 코어에 비해 256 비트 PSM 연산에 소요되는 클록 사이클 수가 약 60 % 감소하여 연산 성능이 약 7.3 배 향상되었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.169-177
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• 2003

본 논문에서는 DPA와 Goubin의 공격을 동시에 방어하도록 하는 타원곡선 스칼라 곱셈 알고리듬의 일반적인 조건을 제시하며, 제시된 조건을 만족하면 두 공격 모두를 방지할 수 있음을 보인다. 이러한 조건을 만족하는 것으로는 Ha-Moon의 재부호화 방법을 이용한 랜덤 스칼라 곱셈 알고리듬이 있음을 보이고, 또한 Ha-Moon의 재부호 방법을 변형하여 두 공격을 방지하는 새로운 재부호화 알고리듬을 제안한다. 효율성 면에서 제안하는 스칼라 곱셈 방식은 Izu-Takagi의 스칼라 곱셈방법(y-좌표를 계산하지 않고 Montgomery-ladder를 사용)과 비교될 만큼 효율적이다. 제안하는 스칼라 곱셈은 랜덤화된 사영좌표와 기저점 은닉(bsae point blinding) 또는 isogeny 함수를 결합한 방법보다 빠르다. 또한 Izu-Takagi의 경우 은닉 또는 isogeny 함수 방법을 이용하면 상당량의 시스템 파라미터를 EEPROM에 저장해야 하는 단점이 있지만 이것은 제안하는 스칼라 곱셈 방법에는 해당되지 않는다.

• 정보보호학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.45-51
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• 2002

Koblitz 타원곡선과 같이 표수(characteristic)가 2인 작은 유한체 위에서 정의된 non-supersingular 타원곡선은 스칼라 곱을 효율적으로 구현하기 위하여 프로베니우스 자기준동형 (Frobenius endomorphism)이 유용하게 사용된다. 본 논문은 확장된 프로베니우스 함수를 사용하여 스칼라 곱의 고속연산을 가능하게 하는 방법을 소개한다. 이 방법은 Muller［5］가 제안한 블록방법(block method) 보다 선행계산을 위해 사용되는 덧셈량을 줄이는 반면에 확장길이는 거의 같게 하므로 M(equation omitted )ller의 방법보다 효율적이다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.345-348
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• 2002

This paper presents new fast scalar multiplier of elliptic curve cryptosystem that is regarded as next generation public-key crypto processor. For fast operation of scalar multiplication a finite field multiplier is designed with LFSR type of bit serial structure and a finite field inversion operator uses extended binary euclidean algorithm for reducing one multiplying operation on point operation. Also the use of the window non-adjacent form (WNAF) method can reduce addition operation of each other different points.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.143-152
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• 2012

본 논문은 스칼라 곱셈, Menezes-Vanstone 타원곡선 암호 및 복호 알고리즘, 점-덧셈, 점-2배 연산, 유한체상 곱셈, 나눗셈 등의 7가지 동작을 수행하는 GF($2^{191}$) 타원곡선 암호프로세서를 하드웨어로 설계하였다. 단순 전력 분석에 대비하기 위해 타원곡선 암호프로세서는 주된 반복 동작이 키 값에 무관하게 동일한 연산 동작으로 구성되는 몽고메리 스칼라 곱셈 기법을 사용하며, GF($2^m$)의 유한체에서 각각 1, (m/8), (m-1)개의 고정된 사이클에 완료되는 GF-ALU, GF-MUL, GF-DIV 연산장치가 병렬적으로 수행되는 동작 특성을 갖는다. 설계된 프로세서는 0.35um CMOS 공정에서 약 68,000개의 게이트로 구성되며, 시뮬레이션을 통한 최악 지연시간은 7.8 ns로 약 125 MHz의 동작속도를 갖는다. 설계된 프로세서는 320 kps의 암호율, 640 kbps을 복호율 갖고 7개의 유한체 연산을 지원하므로 다양한 암호와 통신 분야에 적용할 수 있다.

• ETRI Journal
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• 제21권1호
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• pp.28-39
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• 1999

Koblitz has suggested to use "anomalous" elliptic curves defined over ${\mathbb{F}}_2$, which are non-supersingular and allow or efficient multiplication of a point by and integer, For these curves, Meier and Staffelbach gave a method to find a polynomial of the Frobenius map corresponding to a given multiplier. Muller generalized their method to arbitrary non-supersingular elliptic curves defined over a small field of characteristic 2. in this paper, we propose an algorithm to speed up scalar multiplication on an elliptic curve defined over a small field. The proposed algorithm uses the same field. The proposed algorithm uses the same technique as Muller's to get an expansion by the Frobenius map, but its expansion length is half of Muller's due to the reduction step (Algorithm 1). Also, it uses a more efficient algorithm (Algorithm 3) to perform multiplication using the Frobenius expansion. Consequently, the proposed algorithm is two times faster than Muller's. Moreover, it can be applied to an elliptic curve defined over a finite field with odd characteristic and does not require any precomputation or additional memory.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.548-555
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• 2022

본 논문은 타원곡선 디지털 서명 알고리듬 (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm; ECDSA)의 핵심 연산으로 사용되는 타원곡선 암호 (Elliptic Curve Cryptography; ECC)의 하드웨어 구현에 대해 기술한다. 설계된 ECC 프로세서는 NIST P-521 곡선 상의 8가지 연산 모드 (점 연산 4가지, 모듈러 연산 4가지)를 지원한다. 점 스칼라 곱셈 (PSM)에 필요한 연산량을 최소화하기 위해 5가지 PSM 알고리듬과 4가지 좌표계에 따른 연산 복잡도 분석을 토대로 radix-4 Booth 인코딩과 수정된 자코비안 좌표계를 적용하여 설계하였다. 모듈러 곱셈은 수정형 3-Way Toom-Cook 정수 곱셈과 수정형 고속 축약 알고리듬을 적용하여 구현되었다. 설계된 ECC 프로세서는 xczu7ev FPGA 디바이스에 구현하여 하드웨어 동작을 검증하였다. 101,921개의 LUT와 18,357개의 플립플롭 그리고 101개의 DSP 블록이 사용되었고, 최대 동작주파수 45 MHz에서 초당 약 370번의 PSM 연산이 가능한 것으로 평가되었다.

• 한국정보보호학회:학술대회논문집
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• 한국정보보호학회 2006년도 하계학술대회
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• pp.356-360
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• 2006

Recently, many power analysis attacks have been proposed. Since the attacks are powerful, it is very important to implement cryptosystems securely against the attacks. We propose countermeasures against power analysis attacks for elliptic curve cryptosystems based on Koblitz curves (KCs), which are a special class of elliptic curves. That is, we make our countermeasures be secure against SPA, DPA, and new DPA attacks, specially RPA, ZPA, using a random point at each execution of elliptic curve scalar multiplication. And since our countermeasures are designed to use the Frobenius map of KC, those are very fast.

• 정보보호학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.117-121
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• 2007

Most existing countermeasures against classical DPA are vulnerable to new DPA, e.g., refined power analysis attack (RPA), zero-value point attack (ZPA), and doubling attack. More recently, Mamiya et al proposed a new countermeasure (so-called BRIP) against RPA, ZPA, classical DPA and SPA. This countermeasure, however, also has a vulnerability of scalar multiplication computations by exploiting specially chosen input message. Therefore, to prevent various power analysis attacks like DPA and new SPA, we propose an enhanced countermeasure by developing a new random blinding technique.