[논문]경제적인 VPN 시스템 구축을 위한 2-Chip 기반의 암호가속기 성능분석

이완복; 김정태

경제적인 VPN 시스템 구축을 위한 2-Chip 기반의 암호가속기 성능분석
Performance Analyses of Encryption Accelerator based on 2-Chip Companion Crypto ASICs for Economic VPN System 원문보기

한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences, v.10 no.2, 2006년, pp.338 - 343

이완복 (중부대학교 컴퓨터 게임학부) , 김정태 (목원대학교 정보전자영상공학부)

초록
AI-Helper

본 논문은 저비용 고성능으로 패킷암호 처리를 할 수 있는 VPN 시스템의 구조와 그 설계에 대해서 소개한다. 제안하는 시스템 구조는 보안장비용 다기능 네트워크 프로세서와 전용 암호패킷 처리 칩의 2개의 컴페니언 칩들로 구성되어 있으며, 즉각적인 활용을 위해 필요한 운영체제의 구축 및 디바이스 드라이버, 컴파일러와 이를 기반으로 한 IPSec VPN의 핵심 엔진에 대해 구축한 방안이 언급된다. 특히, 계산력을 많이 필요로 하는 블록 암호 알고리즘인 3DES, AES, SEED는 별도의 칩으로 구현되어 범용성이 뛰어난 것이 특징이며, 이 칩의 성능 평가 결과를 소개한다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper describes about the design concept and the architecture of an economic VPN system which can perform fast crypto operations with cheap cost. The essence of the proposed system architecture is consisting of the system with two companion chips dedicated to VPN: one chip is a multi-purpose network processor for security machine and the other is a crypto acceleration chip which encrypt and decrypt network packets in a high speed. This study also addresses about some realizations that is required for fast prototyping such as the porting of an operating system, the establishment of compiler tool chain, the implementation of device drivers and the design of IPSec security engine. Especially, the second chip supports the most time consuming block cipher algorithms including 3DES, AES, and SEED and its performance was evaluated.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 논문에서는 VPN/SSL 등의 보안 시스템에서 사용되 고 있는 데이터 암복호화 과정을 고속으로 처리할 수 있 는 2-Chip ASIC에 대해 소개하였다. 특히, 개발한 칩들은 평가보드를 통하여 쉽게 장비로 개발될 수 있는 형태로 구축이 되었다.
한 칩은 보안장비용 다기능 네트워크 프로세서이며, 다른 한 칩은 전용 암호 가속칩이다. 본 논문에서는 이 두 칩의 기능과특징 등에 대 해 소개하며, 암호가속 칩의 경우, 제공되는 암호가속 보드를 이용하여 측정한 성능 결과를 소개한다.

제안 방법

이 칩은 DES, 3DES, AES[4][5], SEED[6] 네 종류의 블록 암호알고리즘을 지원하여, VPN 장비에서 가장 많은 계산력을 사용하는 블록 암호 연산을 가속시켜 주는 기능을 제공한다. 개발을 용이하도록 하기 위하여, 먼저 Xilinx FPGA를 이용해 개 발되 었으며, 추후 0.18um 공정으로 다시 개발하였다. 개발한 칩은 암호 연산이 고속으로 이루어질 수 있도록 메인프로세서와의 인터페이스로 32bit/33MHz 의 PCI 인터페이스를 지원하고 있다.
네트워크 프로세서는 많은 병렬처리 인터페이스와 컨 트롤러를 포함하기 때문에 그 검증을 위 해서 먼저 FPGA 로 구현하는 것이 바람직하다. 또한 장비를 쉽게 개발할 수 있도록 Evaluation 보드를 구성 하였다. 메인 프로세서 로서 Arm Core 가사용되었기 때문에, 기존의 임베디드리 눅스를 쉽게 탑재 할 수 있다.
설계된 암호 시스템의 성능을 평가하기 위해 FAB공정 에 사용되기 직전에 동작성 검증이 끝난, Xilinx FPGA를 이용하여 VPN Tunnel을 구축하였을 시 의 성능을 측정하였다. 양 끝단에 설치된 장비는 크로스 케이블로 연결되었으며, 그 뒷단에 Smartbits 장비를 두었다.

이론/모형

IPSec 엔진을 바닥에서부터 모두 설계하여 구현하는 것은 결코 쉬운 일이 아니지만, Freeswan이 나 BSD Free Source를 참조하여 구축하는 것은 비교적 쉬운 일이다. 본 논문에서 는 Freeswan을 이용하여 IPSec Engine을 구축하였다.

성능/효과

암호 코어는 처 리가 완료되면 다음 디스크립터를 받을 수 있도록 시스템 메모리의 현제 디스크립터의 시작 비트를 클리 어 한다. 결론적으로, 암호가속 카드는 호스트 CPU의 도 움을 최소로 받으면서 암호 패킷을 처리할 수 있도록 DMA를 최대한 활용하고 있다.

참고문헌 (7)

이만용외, 최신정보보호개론, 홍릉과학출판사, 2005
최용락, 소우영, 이재광, 이임영 통신망 정보보호, 그 린출판사, 1996
HIFN Inc. Available at http://www.hifn.com
Joan Daemen, Vincent Rijmen, AES Proposal : Rijndael,(http://csrc.nist.gov/ encryption/aes/rijndael/Rijndael.pdt)
A. J. Elbirt, W.Yip, et.al, 'An FPGA-Based Performance Evaluation of the AES Block Ciper Candiate Algorithm Finalists', IEEE Transactions on VLSI System, Vol.9, NO.4, August 2001
한국정보보호센터, '128비트 블록 암호알고리듬 (SEED) 개발 및 분석 보고서', KISA, 2003
XecureNexus Inc. Available at http://www.xecurenexus.com

저자의 다른 논문 :

원문 보기

ScienceON 원문보기

원문 URL 링크

DBPia : 저널

*원문 PDF 파일 및 링크정보가 존재하지 않을 경우 KISTI DDS 시스템에서 제공하는 원문복사서비스를 사용할 수 있습니다.

내보내기 메뉴

내보내기 구분

파일저장
인쇄
메일전송

구성항목

기본정보
상세정보

관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관

저장형식

Text(ASCII format)
Excel format
RefWorks Direct Export
RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley

메일정보

받는사람 (필수): @
보내는사람 (선택): @
제목
내용: KISTI 검색결과 이메일 서비스

안내

총 건의 자료가 검색되었습니다.

다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000)

검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다.

데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요)

다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다.
파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오.

Text(ASCII format)
Excel format

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

AI-Helper ※ AI-Helper는 을 사용합니다.

AI-Helper

안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

연합인증