• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.187-189
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• 2018

본 논문에서는 Secure Hash Algorithm3-512 (SHA3-512) 해시 함수의 최적 하드웨어 설계조건을 분석하였다. SHA3-512 해시 코어를 64-비트, 320-비트, 640-비트, 960-비트 그리고 1600-비트의 5가지 데이터 패스로 설계하여 RTL 시뮬레이션을 통해 기능을 검증하였으며, Xilinx Virtex-5 FPGA 디바이스로 합성한 결과를 바탕으로 최대 동작주파수, 처리율 그리고 슬라이스 수를 비교하였다. 분석 결과로부터, SHA3-512 해시 코어를 1600-비트의 데이터 패스로 설계하는 것이 가장 우수한 성능을 갖는 것으로 확인되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.1075-1082
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• 2017

본 논문에서는 새로운 해쉬 알고리듬인 SHA-3과 출력 길이 확장함수인 SHAKE256을 구현하는 해쉬 프로세서를 설계하였다. 해쉬 프로세서는 성능을 극대화하기 위해 Padder 블록, 라운드 코어 블록, 출력 블록이 블록 단계에서 파이프라인 구조로 동작한다. Padder 블록은 가변길이의 입력을 여러 개의 블록으로 만들고, 라운드 코어 블록은 on-the-fly 라운드 상수 생성기를 사용하여 SHA-3와 SHAKE256에 대응하는 해쉬 및 출력 확장 결과를 생성하며, 출력 블록은 결과 값을 호스트로 전달하는 기능을 수행한다. 해쉬 프로세서는 Xilinx Virtex-5 FPGA에서 최대 동작 속도는 220 MHz이며, SHA3-512의 경우 5.28 Gbps의 처리율을 갖는다. 프로세서는 SHA-3 와 SHAKE-256 알고리듬을 지원하므로 무결성, 키 생성, 난수 생성 등의 암호 분야에 응용이 가능하다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.886-895
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• 2018

본 논문에서는 NIST에서 발표한 Secure Hash Algorithm(SHA) 표준의 최신 버전인 SHA-3 해시 함수의 하드웨어 구현과 함께 보안 SoC 응용을 위한 ARM Cortex-M0 인터페이스 구현에 대해 기술한다. 최적화된 설계를 위해 5 가지 하드웨어 구조에 대해 하드웨어 복잡도와 성능의 교환조건을 분석하였으며, 분석 결과를 토대로 라운드 블록의 데이터패스를 1600-비트로 결정하였다. 또한, 라운드 블록과 64-비트 인터페이스를 갖는 패더를 하드웨어로 구현하였다. SHA-3 해시 프로세서, Cortex-M0 그리고 AHB 인터페이스를 집적하는 SoC 프로토타입을 Cyclone-V FPGA 디바이스에 구현하여 하드웨어/소프트웨어 통합 검증을 수행하였다. SHA-3 프로세서는 Virtex-5 FPGA에서 1,672 슬라이스를 사용하였으며, 최대 289 Mhz의 클록 주파수로 동작하여 5.04 Gbps의 처리율을 갖는 것으로 예측되었다.

• 정보보호학회지
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• 제16권4호
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• pp.25-33
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• 2006

중국의 Wang 교수 등은 2004년부터 차분 공격을 이용하여 대표적인 해쉬함수인 MD4, MD5, RIPEMD, HAVAL, SHA-0에 대한 충돌쌍을 찾았다. 그들은 아직까지 SHA-1에 대한 충돌쌍을 찾지는 못했지만 생일 공격보다 빠른 방법으로 SHA-1의 충돌쌍을 찾을 수 있음을 이론적으로 보였으며 58단계 SHA-1(SHA-1의 전체는 80단계)에 대해서는 구체적인 충돌쌍을 찾았다. 본 논문에서는 Wang 교수 등이 개발한 차분 공격법에 대해서 살펴보기로 한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권9호
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• pp.979-987
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• 2011

Culture pH change has some important roles in signal transduction and secondary metabolism. We have already reported that acidic pH shock enhanced actinorhodin production in Streptomyces coelicolor. Among many potential governing factors on pH variation, the putative $Na^+/H^+$ antiporter (sha) genes in S. coelicolor have been investigated in this study to elucidate the association of the sha on pH variation and secondary metabolism. Through the transcriptional analysis and overexpression experiments on 8 sha genes, we observed that most of the sha expressions were promoted by pH shock, and in the opposite way the pH changes and actinorhodin production were enhanced by the overexpression of each sha. We also confirmed that sha8 especially has a main role in maintaining cell viability and pH homeostasis through $Na^+$ extrusion, in salt effect experiment under the alkaline medium condition by deleting sha8. Moreover, this gene was observed to have a function of pH recovery after pH variation such as the pH shock, being able to cause the sporulation. However, actinorhodin production was not induced by the only pH recovery. The sha8 gene could confer on the host cell the ability to recover pH to the neutral level after pH variation like a pH drop. Sporulation was closely associated with this pH recovery caused by the action of sha8, whereas actinorhodin production was not due to such pH variation patterns alone.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.109-116
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• 2018

전자서명, 인증 코드, 키 생성 알고리듬 등의 보안 프로토콜에 사용되는 SHA-256 해시 함수를 면적 효율적으로 설계하였다. 설계된 SHA-256 해시 프로세서는 입력 메시지에 대한 패딩 및 파싱 기능을 수행하는 패더 블록을 포함하여 프리프로세싱을 위한 소프트웨어 없이 동작하도록 구현하였다. 라운드 연산을 16-비트 데이터 패스로 구현하여 64 라운드 연산이 128 클록 주기에 처리되도록 하였으며, 이를 통해 저면적 구현과 함께 성능 대비 하드웨어 복잡도 (area per throughput; APT)를 최적화 하였다. 설계된 SHA-256 해시 프로세서는 Virtex5 FPGA로 구현하여 정상 동작함을 확인하였으며, 최대 116 MHz 클록 주파수로 동작하여 337 Mbps의 성능을 갖는 것으로 평가되었다. ASIC 구현을 위해 $0.18-{\mu}m$ CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과, 13,251 GE로 구현되었으며, 최대 동작주파수는 200 MHz로 예측되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권2A호
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• pp.114-121
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• 2005

본 논문에서는 고속 동작을 위한 multi SHA(ammple and hold amplifier) 구조의 파이프라인 A/D 변환기 (analog-to-digital converter)를 제안하였다. 제안된 구조는 변환 속도를 높이기 위해, 동일한 SHA를 병렬로 연결하여 multi SHA를 구성하였다. 이를 비중첩 클럭(nonoverlapping clock)에서 동작하도록 하여 셀을 구성하는 SHA의 수와 비례한 빠른 샘플링 속도를 얻을 수 있도록 하였다. 제안된 구조를 적용하여 VDSL(very high-speed digital subscriber line) 모뎀의 아날로그 front-end단의 요구 사항을 만족하는 파이프라인 A/D 변환기를 설계하였다. 설계된 A/D 변환기의 DNL(differential nonlinearity)과 INL(integral nonlinearity)은 각각 $0.52LSB{\sim}-0.50LSB,\;0.80LSB{\sim}-0.76LSB$의 특성을 나타내어 설계 사양을 만족함을 확인하였다. 또한 2048 point에 대한 FFT를 수행한 결과 SNR이 약 66dB로 10.7 비트의 해상도가 얻어짐을 확인하였으며, 전력 소모는 24.32mW로 측정되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.1709-1716
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• 2007

본 논문에서는 고속 동작을 위한 다중 SHA(sample and hold amplifier) 구조의 파이프라인 A/D 변환기(analog-to-digital converter)를 제안하였다. 제안된 구조는 변환 속도를 높이기 위해, 동일한 SHA를 병렬로 하는 다중 SHA를 구성하였다. 이를 비중첩 클럭(nonoverlapping clock)에서 동작하도록 하여 셀을 구성하는 SHA의 수와 비례한 빠른 샘플링 속도를 얻을 수 있도록 하였다. 제안된 구조를 적용하여 VDSL(very high-speed digital subscriber line) 모뎀의 아날로그 front-end단의 요구 사항을 만족하는 파이프라인 A/D 변환기를 설계하였다. 설계된 A/D 변환기의 DNL(differential nonlinearity)과 INL(integral nonlinearity)은 각각 $0.52LSB{\sim}-0.50LSB,\;0.80LSB{\sim}-0.76LSB$의 특성을 나타내어 설계 사양을 만족함을 확인하였다. 또한 2048 point 대한 FFT를 수행한 결과 SNR이 약 66dB로 10.7비트의 해상도가 얻어짐을 확인하였으며, 전력 소모는 24.32mW로 측정되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제27권1C호
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• pp.112-121
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• 2002

본 논문에서는 미국과 한국의 해쉬 함수 표준인 SHA-1과 HAS-160 해쉬 알고리즘, 그리고 SHA-1을 이용한 의사 난수 발생기를 구현한 프로세서를 설계하였다. SHA-1과 HAS-160이 동일한 단계 연산을 가지므로, 한 단계 연산만을 구현하여 공유함으로써 하드웨어 리소스를 감소시켰다. 그리고 메시지 변수의 사전 계산과 단계 연산을 두 단계의 파이프라인 구조로 구현함으로써 한 개의 클럭으로 한 단계 연산을 수행하는 방식보다 최장지연경로는 1/2로 줄고, 총 단계 연산에 필요한 클럭 수는 하나만 증가하므로 성능은 약 2배 향상되었다. 그 결과, 설계한 해쉬 프로세서는 삼성 0.5 um CMOS 스탠다드 셀 라이브러리를 근거로 산출할 때, 100 MHz의 동작 주파수에서 약 624 Mbps의 성능을 얻을 수 있다. 그리고 의사 난수 발생기로 사용될 때는 약 195 Mbps의 난수 발생 성능을 가진다. 이러한 성능은 지금까지 상용화된 국내외의 어느 해쉬 프로세서보다 빠른 처리 시간을 가지는 것으로 판단된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권2호
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• pp.149-155
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• 2013

Heterologous expression of a putative $K^+/H^+$ antiporter of Streptomyces coelicolor A3(2) (designated as sha4) in E. coli and Streptomyces hygroscopicus JCM4427 showed enhanced tolerance to $K^+$ stress, acidic-pH shock, and/or geldanamycin production under $K^+$ stress. In a series of $K^+$ extrusion experiments with sha4-carrying E. coli deficient in the $K^+/H^+$ antiporter, a restoration of impaired $K^+$ extrusion activity was observed. Based on this, it was concluded that sha4 was a true $K^+/H^+$ antiporter. In different sets of experiments, the sha4-carrying E. coli showed significantly improved tolerances to $K^+$ stresses and acidic-pH shock, whereas sha4-carrying S. hygroscopicus showed an improvement in $K^+$ stress tolerance only. The sha4-carrying S. hygroscopicus showed much higher geldanamycin productivity than the control under $K^+$ stress condition. In another set of experiments with a production medium, the secretion of geldanamycin was also significantly enhanced by the expression of sha4.