• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.285-288
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• 2001

In this paper a design of cryptographic coprocessor which implements AES Rijndael algorithm is described. To achieve average throughput of 1 round per 5 clocks, subround pipelined scheme is applied. To apply the coprocessor to various applications, three key sizes such as 128, 192, 256 bits are supported. The cryptographic coprocessor is designed using 0.25${\mu}{\textrm}{m}$ CMOS technology and consists of about 36, 000 gates. Its peak performance is about 512 Mbps encryption or decryption rate under 200 Mhz clock frequency and 128-bit key ECB mode(AES-128ECB).

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.651-654
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• 2005

In this paper, we designed ECC(Elliptic Curve Cryptographic) Processor with Bus-splitting mothod for embedded SoC. ECC SIP is designed by VHDL RTL modeling, and implemented reusably through the procedure of logic synthesis, simulation and FPGA verification. To communicate with ARM9 core and SIP, we designed SIP bus functional model according to AMBA AHB specification. The design of ECC Processor for platform-based SoC is implemented using the design kit which is composed of many devices such as ARM9 RISC core, memory, UART, interrupt controller, FPGA and so on. We performed software design on the ARM9 core for SIP and peripherals control, memory address mapping and so on.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.728-736
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• 2007

최근 인터넷 및 유무선 통신 인프라가 발전함에 따라, 개인 휴대용 단말기나 스마트 카드 등의 다양한 방면에서 개인 정보보호를 위해 고비도의 암호 시스템이 요구되고 있다. 본 논문에서는 연산력이 떨어지는 무선통신용 단말이나 내장형 시스템에서 고비도의 암호 연산력을 제공할 수 있는 타원곡선형 암호 하드웨어의 설계에 대해 소개한다. 효율적인 암호 연산기를 제작하기 위해 먼저 타원곡선 암호 시스템의 핵심 연산 계층도를 분석 해보고, 직렬 셀 곱셈기와 확장유클리드 알고리즘을 수정하여 유한체 나눗셈기를 적용하여 제작하였다. 제작된 암호 시스템은 시뮬레이션 결과 올바른 동작을 보임을 확인할 수 있었으며, 초당 수천회의 서명이 가능한 수준이었다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제6권2호
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• pp.177-181
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• 2008

The more improved the Internet and the information technology, the stronger cryptographic system is required which can satisfy the information security on the platform of personal hand-held devices or smart card system. This paper introduces a case study of designing an elliptic curve cryptographic processor of a high performance that can be suitably used in a wireless communicating device or in an embedded system. To design an efficient cryptographic system, we first analyzed the operation hierarchy of the elliptic curve cryptographic system and then implemented the system by adopting a serial cell multiplier and modified Euclid divider. Simulation result shows that the system was correctly designed and it can compute thousands of operations per a second. The operating frequency used in simulation is about 66MHz and gate counts are approximately 229,284.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.38-45
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• 2018

ARIA, AES 블록암호와 Whirlpool 해시함수를 단일 하드웨어 구조로 통합하여 효율적으로 구현한 크립토 프로세서에 대해 기술한다. ARIA, AES, Whirlpool의 알고리듬 특성을 기반으로 치환계층과 확산계층의 하드웨어 자원이 공유되도록 설계를 최적화하였다. Whirlpool 해시의 라운드 변환과 라운드 키 확장을 위해 라운드 블록이 시분할 방식으로 동작하도록 설계하였으며, 이를 통해 하드웨어 경량화를 이루었다. ARIA-AES-Whirlpool 통합 크립토 프로세서는 Virtex5 FPGA에 구현하여 하드웨어 동작을 검증하였으며, $0.18{\mu}m$ CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 68,531 GE로 구현되었다. 80 MHz 클록 주파수로 동작하는 경우에, ARIA, AES 블록암호는 각각 602~787 Mbps, 682~930 Mbps, 그리고 Whirpool 해시는 512 Mbps의 성능을 갖는 것으로 예측되었다.

• 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.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 ITC-CSCC -3
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• pp.1551-1554
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• 2002

In this paper, the hardware implementation of the RSA public-key cryptographic algorithm is presented. The RSA cryptographic algorithm is depends on the computation of repeated modular exponentials. The Montgomery algorithm is used and modified to reduce hardware resources and to achieve reasonable operating speed for smart card. An efficient architecture for modular multiplications based on the array multiplier is proposed. We have implemented a 10240it RSA cryptographic processor based on proposed scheme in IESA system developed for smart card emulating system. As a result, it is shown that proposed architecture contributes to small area and reasonable speed for smart cards.

• 전자공학회논문지CI
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• 제43권2호
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• pp.1-11
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• 2006

본 연구에서는 대칭 및 비대칭 암호화 알고리즘을 가속화하기 위해, 다수 혹은 긴 워드 연산을 위한 레지스터 파일 확장 구조 (Register File Extension for Multi-words or Long-word Operation: RFEMLO)라는 새로운 레지스터 파일 구조를 제안한다. 암호화 알고리즘은 긴 워드 피연산자에 대한 명령어를 통하여 가속화 할 수 있다는 점에 착안하여, RFEMLO는 하나의 레지스터 명을 통해 여러 개의 레지스터에 접근할 수 있도록 하여 여러 연산자에 대해 동일한 연산을 수행할 수 있도록 하거나, 여러 개의 레지스터를 하나의 데이터로 사용할 수 있게 한다. RFEMLO는 긴 워드 피연산자에 대한 명령어 집합의 추가와 이를 지원하는 기능 유닛을 추가함으로서 범용 프로세서에 적용할 수 있다. 제안된 하드웨어 구조와 명령어 집합의 효율성을 평가하기 위해 Simplescalar/ARM 3.0을 사용하여 대칭 및 비대칭의 다양한 암호화 알고리즘에 적용하였다. 실험 결과, RFEMLO을 적용한 순차적 파이프라인을 가진 프로세서에서 대칭 암호화 알고리즘의 경우 $40%{\sim}160%$의 성능 향상을, 비대칭 암호화 알고리즘의 경우 $150%{\sim}230%$의 높은 성능향상을 얻을 수 있었다. RFEMLO의 적용을 통한 성능 항상은 이슈 폭의 증가를 이용한 슈퍼스칼라 구현에 따른 성능 향상과 비교할 때, 훨씬 적은 하드웨어 비용으로 효과적인 성능 향상을 얻을 수 있음을 확인하였으며 슈퍼스칼라 프로세서에 RFEMLO를 적용하는 경우에도 대칭 암호화 알고리즘에서는 최대 83.6%, 비대칭 암호화 알고리즘에서는 최대 138.6%의 추가적인 성능향상을 얻을 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권11호
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• pp.6815-6820
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• 2014

유비쿼터스 활성화에 따른 RFID/USN 환경조성은 매우 빠르게 증가되고 있다. 그러나 RFID/USN 환경에 적합한 보안환경은 보안위협 증가속도에 따르지 못하는 것이 현 실정이다. 그러므로 본 논문은 RFID/USN에 적합한 MSNR을 제안하였다. 제안된 MSNR은 기존 AES에 비하여 1.3배의 처리율 증가를 보였으며, 전체적인 시스템 효율면에서 2배의 성능향상을 보임을 확인하였다. 그러므로 MSNR은 RFID/USN 등과 같은 환경적 자원제약 조건을 극복하기에 적합한 암호알고리즘으로 사료된다.

• 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.