• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 V
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• pp.2633-2636
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• 2003

This study focuses on the new hardware design of fast and low-complexity multiplier over GF(2$\^$m/). The proposed multiplier based on the irreducible all one polynomial (AOP) of degree m, to reduced the system's complexity. It composed of Cyclic Shift, Partial Product, and Modular Summation Blocks. Also it consists of (m＋1)$^2$2-input AND gates and m(m＋1) 2-input XOR gates. Out architecture is very regular, modular and therefore, well-suited for VLSI implementation.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 합동 추계학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.268-273
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• 2002

In this paper, a new parallel multiplier circuit over $GF(2^m)$ has been proposed. The new multiplier is composed of polynomial multiplicative operation part and modular arithmetic operation part, irreducible polynomial operation part. And each operation has modular circuit block. For design the new proposed circuit, it develop generalized equations using frame each operation idea and show a example for $GF(2^m)$.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권7호
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• pp.2610-2630
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• 2021

The aim of this paper is to propose the alternative algorithm to finish the process in public key cryptography. In general, the proposed method can be selected to finish both of modular exponentiation and point multiplication. Although this method is not the best method in all cases, it may be the most efficient method when the condition responds well to this approach. Assuming that the binary system of the exponent or the multiplier is considered and it is divided into groups, the binary system is in excellent condition when the number of groups is small. Each group is generated from a number of 0 that is adjacent to each other. The main idea behind the proposed method is to convert the exponent or the multiplier as the subtraction between two integers. For these integers, it is impossible that the bit which is equal to 1 will be assigned in the same position. The experiment is split into two sections. The first section is an experiment to examine the modular exponentiation. The results demonstrate that the cost of completing the modular multiplication is decreased if the number of groups is very small. In tables 7 - 9, four modular multiplications are required when there is one group, although number of bits which are equal to 0 in each table is different. The second component is the experiment to examine the point multiplication process in Elliptic Curves Cryptography. The findings demonstrate that if the number of groups is small, the costs to compute point additions are low. In tables 10 - 12, assigning one group is appeared, number of point addition is one when the multiplier of a point is an even number. However, three-point additions are required when the multiplier is an odd number. As a result, the proposed method is an alternative way that should be used when the number of groups is minimal in order to save the costs.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.57-63
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• 2005

Kim과 Fenn등은 LFSR 구조를 이용한 두 가지 구조의 효율적인 모듈러 AB 곱셈기를 구현하였다. 그들의 구조는 기약다항식으로 모든 계수가 1인 속성의 AOP를 이용함으로서 기존의 곱셈기들보다 효율적인 구조복잡도를 가졌다. 본 논문에서는 Kim의 곱셈기보다 효율적인 공간 복잡도를 가진 LFSR(Linear Feedback Shift Register) 구조 기반의 모듈러 $AB^2$ 곱셈기와 모듈러 지수승기를 제안한다. 본 논문에서 제안한 구조도 Kim의 구조에서와 같이 기약다항식으로 AOP를 사용한다. 시뮬레이션 결과 본 논문에서 제안한 $AB^2$ 곱셈기가 구조복잡도 면에서 Kim의 구조보다 XOR와 AND 게이트의 개수를 약 $50\%$ 정도 줄일 수 있었다. 제안한 구조는 공개키 암호화 시스템을 위한 기본구조로 사용될 수 있을 것이다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.43-48
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• 2004

본 논문에서는 GF(2m)상에서 Linear Feedback Shift Register 구조기반의 새로운 구조를 제안한다. 먼저 모듈러 곱셈기와 제곱기를 제안하고, 이를 기반으로 곱셈과 제곱을 동시에 수행할 수 있는 구조를 설계한다. 제안된 구조는 기약다항식으로 모든 계수가 1인 속성의 All One Polynomial 을 이용한다. 제안된 구조는 구조복잡도면에서 기존의 구조들보다 훨씬 효율적이다. 제안된 곱셈기는 공개키 암호의 핵심이 되는 지수기의 구현을 위한 효율적인 기본구조로 사용될 수 있다.

• 정보학연구
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• 제3권1호
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• pp.61-72
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• 2000

본 논문에서는 RSA 공개키 암호시스템에서 암호의 안전성을 위하여 증가되는 암호키(key)의 비트 크기에 대응한 내부 연산기 설계를 효율적으로 할 수 있는 bit-slice형 모듈러 곱셈 알고리즘을 제안하였고, 제안된 알고리즘에 따른 모듈러 곱셈기를 FPGA칩을 이용하여 구현함으로써 제안된 알고리즘의 동작을 검증하였다. 제안된 bit-slice형 모듈러 곱셈 알고리즘은 Walter 알고리즘을 수정하여 도출하였으며, 구현된 모듈러 곱셈기는 bit-slice 구조로 되어 암호키(key)의 비트 확장에 대응한 모듈러 곱셈기의 오퍼랜드 비트 확장이 용이하며, 표준 하드웨어 기술언어(VHDL)로 모델링 하여 전용 하드웨어로 설계되는 RSA 공개키 암호 시스템의 구현에 응용될 수 있도록 하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권12호
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• pp.1882-1889
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• 2021

본 논문은 타원곡선 암호에 핵심 연산으로 사용되는 모듈러 곱셈의 고성능 하드웨어 구현에 대해 기술한다. NIST P-521 곡선에 적합한 521-비트 고성능 모듈러 곱셈기를 3-way Toom-Cook 정수 곱셈과 고속 축약 알고리듬을 적용하여 설계하였다. 정수곱셈 결과에 3이 곱해져 출력되는 3-way Toom-Cook 알고리듬의 속성을 고려하여, 피연산자에 1/3을 곱한 Toom-Cook 도메인 상에서 모듈러 곱셈이 연산되도록 구현하였다. 모듈러 곱셈기를 xczu7ev FPGA 디바이스에 구현하여 하드웨어 동작을 검증하였으며, 69,958개의 LUT와 4,991개의 플립플롭 그리고 101개의 DSP 블록의 하드웨어 자원이 사용되었다. Zynq7 FPGA 디바이스에서 최대 동작주파수는 50 MHz으로 예측되었으며, 초당 약 416만 번의 모듈러 곱셈을 연산할 수 있는 것으로 평가되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권8호
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• pp.34-41
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• 2002

본 논문에서는 가상 캐리 예측 덧셈기(pseudo carry look-ahead adder)를 사용하여 분할형 워드 기반 RSA의 구현에 관한 방법을 제안하고 검증하였다. 효율적인 모듈라 곱셈기의 설계를 위해 병렬 2단CSA(carry-save adder) 구조를 사용하였으며 마지막 덧셈의 고속 처리를 위하여 캐리 발생과 지연시간이 짧은 가상 캐리 예측 덧셈기를 적용하였다. 제안한 모듈라 곱셈기는 분할형 워드를 기반으로하여 다음 모듈라 연산을 위해 매 클럭마다 쉬프트와 정렬 연산이 필요없기 때문에 하드웨어를 줄일 수 있으며 고속 모듈라 곱셈 연산을 가능하게한다. 제안한 연산 구조를 PCI 인터페이스를 갖는 FPGA로 기능을 검증한 후 0.5㎛ 삼성 gate array 공정을 사용해서 256 워드 모듈라 곱셈기를 기반으로 한 1024-bit RSA 암호프로세서를 단일 칩으로 구현하였다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.79-84
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• 2012

Efficient arithmetic design is essential to implement error correcting codes and cryptographic applications over finite fields. This article presents an efficient $AB^2$ multiplier in GF($2^m$) using a polynomial representation. The proposed multiplier produces the result in m clock cycles with a propagation delay of two AND gates and two XOR gates using O($2^m$) area-time complexity. The proposed multiplier is highly modular, and consists of regular blocks of AND and XOR logic gates. Especially, exponentiation, inversion, and division are more efficiently implemented by applying $AB^2$ multiplication repeatedly rather than AB multiplication. As compared to related works, the proposed multiplier has lower area-time complexity, computational delay, and execution time and is well suited to VLSI implementation.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.625-633
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• 2021

몽고메리 모듈러 곱셈의 유연한 하드웨어 구현을 위한 확장 가능형 아키텍처를 기술한다. 처리요소 (processing element; PE)의 1차원 배열을 기반으로 하는 확장 가능형 모듈러 곱셈기 구조는 워드 병렬 연산을 수행하며, 사용되는 PE 개수 N_PE에 따라 연산 성능과 하드웨어 복잡도를 조정하여 구현할 수 있다. 제안된 아키텍처를 기반으로 SEC2에 정의된 8가지 필드 크기를 지원하는 확장 가능형 몽고메리 모듈러 곱셈기(scalable Montgomery modular multiplier; sMM) 코어를 설계했다. 180-nm CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과, sMM 코어는 N_PE=1 및 N_PE=8인 경우에 각각 38,317 등가게이트 (GEs) 및 139,390 GEs로 구현되었으며, 100 MHz 클록으로 동작할 때, N_PE=1인 경우에 57만회/초 및 N_PE=8인 경우에 350만회/초의 256-비트 모듈러 곱셈을 연산할 수 있는 것으로 평가되었다. sMM 코어는 응용분야에서 요구되는 연산성능과 하드웨어 리소스를 고려하여 사용할 PE 수를 결정함으로써 최적화된 구현이 가능하다는 장점을 가지며, ECC의 확장 가능한 하드웨어 설계에 IP (intellectual property)로 사용될 수 있다.