• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 ITC-CSCC -1
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• pp.164-167
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• 2002

This paper presents the design of Rijndael crypto-processor with 128 bits, 192 bits and 256 bits key size. In October 2000 Rijndael cryptographic algorithm is selected as AES(Advanced Encryption Standard) by NIST(National Institute of Standards and Technology). Rijndael algorithm is strong in any known attacks. And it can be efficiently implemented in both hardware and software. We implement Rijndael algorithm in hardware, because hardware implementation gives more fast encryptioN/decryption speed and more physically secure. We implemented Rijndael algorithm for 128 bits, 192 bits and 256 bits key size with VHDL, synthesized with Synopsys, and simulated with ModelSim. This crypto-processor is implemented using on-the-fly key generation method and using lookup table for S-box/SI-box. And the order of Inverse Shift Row operation and Inverse Substitution operation is exchanged in decryption round operation of Rijndael algorithm. It brings about decrease of the total gate count. Crypto-processor implemented in these methods is applied to mobile systems and smart cards, because it has moderate gate count and high speed.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.281-284
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• 2002

Rijndael algorithm is known to a new private key block cipher which is substitute for DES. Rijndael algorithm is adequate to both hardware and software implementation, so hardware implementation of Rijndael algorithm is applied to high speed data encryption and decryption. This paper describes three implementation methods of Rijndael S-box, which is important factor in performance of Rijndael coprocessor. It shows synthesis results of each S-box implementation in Xilinx FPGA. Tllc lilree S-box implementation methods are implementation using lookup table only, implementation using both lookup table and combinational logic, and implementation using combinational logic only.

• 한국정보보호학회:학술대회논문집
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• 한국정보보호학회 2001년도 종합학술발표회논문집
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• pp.403-406
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• 2001

본 논문에서는 차세대 표준 알고리즘(AES: Advanced Encryption Standard)인 Rijndael 알고리즘의 고속화를 FPGA로 구현하였다. Rijndael 알고리즘은 미국 상무부 기술 표준국(NIST)에 의해 2000년 10월에 차세대 표준으로 선정된 블록 암호 알고리즘이다. FPGA(Field Programmable Gate Array)는 아키텍쳐의 유연성이 가장 큰 장점이며, 근래에는 성능면에서도 ASIC에 비견될 정도로 향상되었다. 본 논문에서는 128비트 키 길이와 블록 길이를 가지는 암호화(Encryption)블럭을 Xilinx VirtexE XCV812E-8-BG560 FPGA에 구현하였으며 약 15Gbits/sec의 성능(throughput)을 가진다. 이는 현재까지 발표된 FPGA Rijndael 알고리즘의 구현 사례 중 가장 빠른 방법 중의 하나이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권7호
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• pp.1478-1482
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• 2003

In this paper. Rijndael cipher algorithm is implemented by a hardware. It was selected as the AES(Advanced Encryption Standard) by NIST. It has structure that round operation divided into 2 subrounds and subrounds are pipelined to calculate efficiently. It takes 5 clocks for one-round. The AES-128 cipher algorithm is implemented for hardware by ALTERA FPGA, and, analyzed the performance. The AES-128 cipher algorithm has approximately 424 Mbps encryption rate for 166Mhz max clock frequency. In case of decryption, it has 363 Mbps decryption rate fu 142Mhz max clock frequency. In case of cipher core, it has 320Mbps encryptionㆍdecryption rate for 125Mhz max clock frequency.

• 정보처리학회논문지C
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• 제8C권3호
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• pp.277-286
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• 2001

본 논문에서는 미국 국립표준기술연구소 차세대 표준 암호 알고리듬으로 선정한 Rijndael 암호 알고리듬과 안정성과 성능에서 인정을 받은 Twofish 암호 알고리듬을 ALTERA FPGA를 사용하여 하드웨어로 구현한다. 두가지 알고리듬에 대해 키스케쥴링과 인터페이스를 하드웨어에 포함시켜 구현한다. 알고리듬의 효율적인 동작을 위해 키스케쥴링을 포함하면서도 구현된 회로의 크기가 크게 증가하지 않으며, 데이터의 암호/복호화 처리 속도가 향상됨을 알 수 있다. 주어진 128-비트 대칭키에 대하여, 구현된 Rijndael 암호 알고리듬은 11개의 클럭 만에 키스케쥴링을 완료하며, 구현된 Twofish 암호 알고리듬은 21개의 클럭 만에 키스케쥴링을 완료한다. 128-비트 입력 데이터가 주어졌을 때, Rijndael의 경우, 10개의 클럭 만에 주어진 데이터의 암호/복호화를 수행하고, Twofish는 16개의 클럭 만에 암호/복호화를 수행한다. 또한, Rijndael은 336.8Mbps의 데이터 처리속도를 보이고, Twofish는 121.2Mbps의 성능을 보임을 알 수 있다.

• 정보보호학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.77-87
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• 2001

본 논문에서는 AES(Advanced Encryption Standard)로 채택된 Rijndael 알고리즘을 구현한 암호 프로세서를 설계하였다. 암호화와 복호화를 모두 수행할 수 있으며, 128비트의 블록과 128비트의 키 길이를 지원한다. 성능과 면적 측면을 모두 고려하여 가장 효율적인 구조로 한 라운드를 구현한 후, 라운드 수만큼 반복하여 암복호화를 수행하도록 하였다. 대부분의 다른 블록 암호 알고리즘과 달리 암복호화 시 구조가 다른 Rijndael의 특성으로 인한 면적의 증가를 최소화하기 위해 ByteSub와 InvByteSub은 알고리즘을 기반으로 구현함으로써 메모리로만 구현하는 방법에 비해 비슷한 성능을 가지면서 필요한 메모리 양은 1/2로 줄였다. 이와 같이 구현한 결과, 본 논문의 Rijndael 암호 프로세서는 0.5um CMOS 공정에서 약 15,000개의 게이트, 32K-bit ROM과 1408-bit RAM으로 구성된다. 그리고 한 라운드를 한 클럭에 수행하여 암복호화 하는데 블럭 당 총 11클럭이 걸리고, 110MHz의 동작 주파수에서 1.28Gbps의 성능을 가진다. 이는 현재 발표된 논문들과 비슷한 성능을 가지면서 면적의 가장 큰 비중을 차지하는 메모리 양은 절반 이상 감소하여 지금까지 발표된 논문 중 가장 우수한 면적 대 성능 비를 가지는 것으로 판단된다.

• 한국항행학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.339-344
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• 2019

정보통신 기술 발전에 따른 데이터 보안 위협의 상승에 대비하기 위하여 유도탄 점검 장비에 저장된 자료의 안전성을 보장할 수 있는 기술은 중요하다. 이를 위하여 자료가 누출 되더라도 복원할 수 없게 데이터 저장 시 암호화를 수행하여야 하고, 해당 데이터를 복호화한 후에도 무결성이 보장되어야 한다. 본 논문에서는 데이터 저장 시 대칭키 암호시스템인 AES 알고리즘을 유도탄 점검장비에 적용하고, 각 AES의 각 비트 별 데이터 양에 따른 암호화 복호화 시간을 측정하였다. 또한 기존 점검 시스템에 AES Rijndael 알고리즘을 구현하여 암호화 수행으로 인한 영향을 분석하였고 제안한 암호화 알고리즘을 기존 시스템에 적용하는 것이 적합한지 확인 하였다. 용량별 / 알고리즘 비트수별로 분석한 결과 제안한 알고리즘 적용이 시스템 운용에 영향 없음을 확인하였고, 최적의 알고리즘을 도출할 수 있었다. 추가로 복호화 결과를 초기 데이터와 비교하였고, 해당 알고리즘이 데이터 무결성을 보장할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.67-75
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• 2001

비동기식(W-CDMA) 3세대 이동통신의 3GPP는 무선 구간에서의 데이터 기밀성과 무결성을 제공하기 위하여 블록 암호 KASUMI에 기반한 f8과 f9 알고리즘을 제안했다. 또한, 3GPP 인증 및 키 생성 함수들에 대한 예로써 블록 암호 Rijndael에 기반한 Milenage 알고리즘을 제안했다. 따라서 3GPP 알고리즘의 안전성을 분석하기 위해서는 핵심 알고리즘인 KASUMI와 Rijndael의 안전성 분석이 선행되어야 한다. 블록 암호의 여러 구성 요소들 중에서 S-box는 가장 기본적인 안전성 요인들이 함축된 함수로 볼 수 있으므로 본 논문에서 우리는 KASUMI와 Rijndael의 S-box를 비교 분석한다. 더욱이 KASUMI S9-box의 AC 및 SAC특성이 좋지 않지만, S7-box와 S9-box를 포함하고 있는 KASUMI FI 함수의 AC는 Rijndael S-box의 AC와 같고, KASUMI FI 함수의 SAC은 Rijndael S-box의 SAC과 비교해 좋다는 사실을 규명한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2003년도 추계종합학술대회
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• pp.196-198
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• 2003

본 논문에서는 미국 국립표준기술연구소(NIST)에서 채택한 차세대 암호 표준인 Rijndael 암호 알고리듬을 하드웨어로 구현한다. 효율적인 연산을 위해 라운드를 2개의 부분 라운드로 나누고 부분라운드 간에 파이프라인을 사용하였으며, 1 라운드 연산 시 평균적으로 5 클럭이 소요된다. AES-128 암호 알고리듬을 ALTERA FPGA를 사용하여 하드웨어로 구현 후 성능을 분석하였다. 구현된 AES-128 암호 알고리듬은 암호화시 최대 166 Mhz의 동작 주파수와 약 424 Mbps의 암호율을 가지고 복호화시 최대 142 Mhz의 동작 주파수와 약 363 Mbps의 복호율을 얻을 수 있었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.53-64
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• 2002

This paper describes a design of cryptographic processor that implements the AES (Advanced Encryption Standard) block cipher algorithm, "Rijndael". An iterative looping architecture using a single round block is adopted to minimize the hardware required. To achieve high throughput rate, a sub-pipeline stage is added by dividing the round function into two blocks, resulting that the second half of current round function and the first half of next round function are being simultaneously operated. The round block is implemented using 32-bit data path, so each sub-pipeline stage is executed for four clock cycles. The S-box, which is the dominant element of the round block in terms of required hardware resources, is designed using arithmetic circuit computing multiplicative inverse in GF($2^8$) rather than look-up table method, so that encryption and decryption can share the S-boxes. The round keys are generated by on-the-fly key scheduler. The crypto-processor designed in Verilog-HDL and synthesized using 0.25-$\mu\textrm{m}$ CMOS cell library consists of about 23,000 gates. Simulation results show that the critical path delay is about 8-ns and it can operate up to 120-MHz clock Sequency at 2.5-V supply. The designed core was verified using Xilinx FPGA board and test system.