• 한국실내디자인학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.64-72
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• 2005

The purpose of this study is to propose a topological design principles and to analyze the space of digital architecture applying topological invariant expressive characteristics. As this study is based on topology as a science of true world's pattern, we intented to explain the concepts and provide some methods of low-level and hyperspace topological invariant Properties. Four major aspects are discussed. Those are connection theory, boundary concept, homotopy group, knot Pattern theory as topological invariant properties. Then we intented to make understand topological characteristics of the Algorithms, luring machine, cellular automata, string theory, membrane, DNA and supramolecular chemistry. In fine, the topological invariant properties of the digital architecture as genetic algorithms based on self-organization and heterogeneous networks of interacting actors can be analyzed and used as a critical tool. Therefore topology can be provided endless possibilities for architecture, designers and scientists intended in expressing the more complex and organic patterns of nature as life.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.92-100
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• 2011

본 논문에서는 새로운 변환 기법인 셀룰라 오토마타 변환을 이용한 워터마킹 방법과 기존의 DWT를 이용한 방법을 비교한다. 이 두 방법 모두 서로 상반되는 임의의 패턴 정보를 사용하여 워터마크 정보를 영상에 삽입한다. 셀룰라 오토마타 변환은 DWT와 달리 더 많은 정보 즉, 룰 번호, 초기 값, 격자 크기 등 다양한 초기값을 이용하여 기저함수를 생성하여 변환한다. DWT와 셀룰라 오토마타 변환을 이용하여 변환된 영상의 계수를 분석 및 비교한 후 워터마킹 성능을 비교한다. 모의실험에서는 워터마크 정보가 삽입된 영상에 대한 PSNR 및 정규화 상관계수를 이용하여 원영상과의 가시적인 동일성과 다양한 외부 공격에 대한 강인성을 비교한다. 셀룰라 오토마타 변환을 이용한 워터마킹 방법이 DWT를 이용한 방법보다 JPEG 압축, 미디언 필터, 크기 변환, 잘라내기 및 히스토그램 평활화 등 대부분의 공격에 대하여 강인함을 보여준다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권4호
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• pp.56-65
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• 2006

Quantum-dot Cellular Automata (QCA)는 분자 혹은 원자 수준의 작은 크기의 소자이며 극도로 낮은 소모 전력 특성을 가지기 때문에 디지털 논리 구현에 있어 차세대 기술로 많은 주목을 받고 있다. 현재까지 다양한 QCA 설계가 발표되었지만 대부분 시뮬레이션에 의해 동작하지 않음이 확인되었으며 설계를 위한 일반적인 규범이나 지침도 제시되지 알았다. 동작하는 기본적인 구조를 간단히 확장하는 경우에도 시뮬레이션이 실패하였으며 대규모 회로 설계에는 엄청난 시간 소요가 예상되었다. 본 논문에서는 게이트 입력 경로의 불균형 및 배선구조의 숨은 잡음 경로등 기본적인 QCA 구조에서 나타난 치명적인 취약성에 대해 설명하고 이를 해결하기 위한 강건한 QCA 설계를 위해 규범 및 지침을 제시한다. 또한, 이 강건 설계 기법에 따라 설계되고 시뮬레이션에 의해 그 동작이 검증된 고속 가산기를 제시한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 춘계종합학술대회
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• pp.315-318
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• 2005

오늘날 무선 통신의 출현과 PDA, 스마트 카드와 같은 휴대용 장치의 등장으로 휴대용 장치에 보안과 개인 정보 보호에 대한 필요성이 대두되면서 여기에 암호학의 적용은 주요 관심사가 되고 있다. 특히, 암${\cdot}$복호화를 공유할 수 있는 하드웨어 구현이 주목을 받고 있다. LFSR의 대안으로 제안된 셀룰라 오토마타(Cellular Automata, 이하 CA)는 전용의 하드웨어를 사용하지 않고 실행 가능 하도록 프로그램화 될 수 있다. 그러나 이러한 CA는 일반화와 분석이 어렵다는 단점이 있다. 본 논문에서는 모든 상태의 주기가 동일하고 최대로 분리되는 전이규칙 195,153,51을 갖는 uniform/hybrid 여원 그룹 CA를 분석하여 특성화한다. 이는 암호학에서 키 공유 프로토콜에 이용될 수 있다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제7권3호
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• pp.301-310
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• 2017

양자점 셀룰라 오토마타(QCA: quantum-dot cellular automata)는 나노 크기의 셀을 이용하여 다양한 연산을 수행하며, 매우 빠른 연산속도와 적은 전력손실로 차세대 기술로 떠오르고 있다. 본 논문에서는 QCA 상에서 새로운 유니버셜 게이트(universal gate)를 제안한다. 또한, 유니버셜 게이트를 이용하여 시공간 효율성 측면에서 우수한 XOR 게이트를 제안한다. 유니버셜 게이트는 자기 자신으로 모든 기본 논리 게이트를 만들어 낼 수 있는 게이트이다. 한편, 제안된 유니버셜 게이트는 기본 셀과 회전된 셀을 활용하여 설계한다. 제안된 유니버셜 게이트의 회전된 셀은 3-입력 다수결게이트 구조의 중앙부에 위치한다. 3-입력 다수결 게이트를 이용하여 XOR 게이트를 설계할 때는 5개 이상의 3-입력 다수결 게이트가 사용되지만, 본 논문에서는 3개의 유니버셜 게이트를 사용하여 XOR 게이트를 제안한다. 제안하는 XOR 게이트는 기존의 XOR 게이트보다 사용된 게이트 수가 줄었으며 설계 면적이나 소요 클럭면에서 우수함을 확인할 수 있다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.357-364
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• 2022

의사난수 생성기(PRNG)는 많은 양의 난수가 필요할 때 사용되는 프로그램이다. 대칭 키 암호시스템에서 대칭 키를 생성, 공개 키 암호나 디지털 서명에서 공개 키 쌍의 생성, 일회용 패드로 패딩에 사용되는 열을 생성하는 데 사용한다. 다양한 과학 분야에서 비선형 동역학계를 구체적으로 표현하는데 유용한 셀룰라 오토마타(CA)는 이산적이고 추상적인 계산 시스템으로 하드웨어 구현이 가능하여 암호시스템에서 키를 생성하는 PRNG로 응용되고 있다. 본 논문에서는 이웃 셀의 반경을 2로 증가한 5-이웃 CA를 이용하여 비선형 수열을 효과적으로 생성할 수 있는 프로그램 가능한 5-이웃 CA기반의 PRNG를 합성하는 알고리즘을 제안한다.

• 문화기술의 융합
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• 제6권4호
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• pp.819-824
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• 2020

본 논문에서는 차세대 디지털 회로 설계기술인 양자점 셀룰러 오토마타(QCA)를 이용하여 새로운 멀티플렉서를 제안한다. 디지털 회로 중 멀티플렉서는 입력 신호 중 하나를 선택하여 하나의 라인에 전달하는 회로이다. 이는 D-플립플롭, 레지스터, 그리고 RAM 셀 등 많은 회로에 쓰이므로 현재까지도 다양한 연구가 이루어지고 있다. 하지만 기존에 제안된 평면구조 멀티플렉서는 연결성을 고려하지 않아 큰 회로를 설계할 경우 비효율적으로 면적을 사용하게 된다. 기존에 다층구조로 제안된 멀티플렉서도 있으나 셀 간 상호작용을 고려하지 않아 필요면적이 여전히 높다. 이에 본 논문에서는 셀 간 상호작용을 이용하고, 다층구조를 이용하여 38% 면적축소, 17% 비용감소 그리고 연결성을 개선한 새로운 멀티플렉서를 제안한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권1호
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• pp.107-116
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• 2009

QCA는 현재 초고집적 저전력 디지털 시스템 구현 기술의 왕좌를 차지하고 있는 CMOS의 자리를 상속받을 가장 장래성 있는 차세대 나노 전자 소자 중 하나이다. QCA 셀의 하드웨어 기본 동작은 이미 1990년대 후반에 실험을 통하여 증명되었다. 또한 회로를 설계할 수 있는 전용설계 도구와 시뮬레이터도 개발되었다. 그러나 기존의 QCA 설계 기술은 초대규모 설계에 대한 준비가 부족하다. 본 논문은 기존의 대규모 CMOS 설계에서 사용되었던 검증 방법들과 도구를 QCA 설계에서 그대로 활용할 수 있는 새로운 접근 방법을 제시한다. 첫째로 셀 배치를 미리 정의된 구조에서 벗어나지 않도록 엄격하게 제한함으로써 항상 일관성 있는 디지털 동작을 보장하는 설계 규칙을 제안한다. 다음, QCA 설계의 게이트 및 상호연결 구조를 인식한 후 다수결 게이트의 입력 경로 균형과 잡음 증폭 방지 등을 포함하는 신호 충실도 보장 조건을 검사한다. 마지막으로 디지털 논리를 추출하여 OpenAccess 공통 데이터베이스로 저장하면 이미 CMOS 설계에서 사용되고 있는 풍부한 검증 툴과 연결되어 그들을 사용할 수 있게 된다. 제안된 방식을 검증하기 위해 2-비트 가산기 및 비트-직렬 가산기, 그리고 ALU 비트 슬라이스를 설계하였다. 디지털 논리를 추출하여 Verilog 넷 리스트를 생성시킨 후 상업용 소프트웨어로 시뮬레이션 하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제2권2호
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• pp.176-183
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• 1999

Using Asynchronous Transfer Mode(ATM) which is a high-bandwidth, low-delay, cell switching and multiplexing technology, Broadband-Integrated Services Digital Network (B-ISDN) can support communication services of all kinds. To evaluate the performance of ATM networks, traffic source models to meet the requirements are demanded. We can obtain random traffic distribution for ATM networks by using the Cellular Automata (CA) which have effective random pattern generation capability. In this paper we propose an algorithm using 2-D LHCA to generate more effective random patterns with good random characteristics. And we show that the randomness by 2-D LHCA is better than that of the randomness by 1-D LHCA.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제49권7호
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• pp.363-369
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• 2000

To flexibly evaluate performance and reliability of an electric power system in the aspect of the real-time system which is intrinsically characterized by stringent timing constraints fails catastrophically if its control input is not updated by its digital controller computer within a certain time limit called the hard deadline, we propose fuzzy-random variables and build a discrete event model embedded with fuzzy-random variables. Also, we adapt fuzzy-variables to a path-space approach, which derives the upper and lower bounds of reliability by using a semi-Markov model that explicitly contains the deadline information. Consequently, we propose certain formulas of state automata properly transformed by fuzzy-random variables, and present numerical examples applying the formulas as well.