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불필요한 연산이 없는 카라슈바 알고리즘과 하드웨어 구조
An Efficient Architecture for Modified Karatsuba-Ofman Algorithm 원문보기

電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SD, 반도체, v.43 no.3 = no.345, 2006년, pp.33 - 39  

장남수 (고려대학교 정보보호대학원) ,  김창한 (세명대학교 정보보호학과)

초록
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Divide-and-Conquer방법은 병렬 곱셈기의 구성에 잘 적용되며 가장 대표적으로 카라슈바 방법이 있다. Leone은 최적 반복 회수를 카라슈바 알고리즘에 적용하였으며 Ernst는 다중 분할 카라슈바 방법을 제안하였다. 본 논문에서는 카라슈바 알고리즘에서 불필요한 연산이 제거된 불필요한 연산이 없는 카라슈바 알고리즘과 효율적인 하드웨어 구조를 제안한다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 기존의 카라슈바 알고리즘에 비교하여 같은 시간 복잡도를 가지나 공간 복잡도를 효율적으로 감소시킨다. 특히 확장체의 차수 n이 홀수 및 소수일 때 더 효율적이며 최대 43%까지 공간 복잡도를 줄일 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper we propose the Modified Karatsuba-Ofman algorithm for polynomial multiplication to polynomials of arbitrary degree. Leone proposed optimal stop condition for iteration of Karatsuba-Ofman algorithm(KO). In this paper, we propose a Non-Redundant Karatsuba-Ofman algorithm (NRKOA) with rem...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • "차 기약다항식 /&)에 의하여 생성된 유한체 GF(2”)의 원소간의 곱셈에 관하여 살펴보자. 다항식 기저에 의해 GF(2”)의 원소 a(x)와 从%)는
  • 이는 이진체의 위수가 소수이기 때문이다. 논문에서는 다항식 기 저위 에서 정의된 불필요한 연산이 없는 카라슈바 알고리즘을 제안하고 낮은 공간 복잡도를 제공하는 병렬 하드웨어 구조를 제안한다. 제안하는 하드웨어 곱셈기는 기존의 곱셈기와 같은 시간 복잡도를 가지는 반면에 더 낮은 공간복잡도를 제공하며 최대 43% 정도 공간복잡도를 줄인다.
  • 및 부호 이론의 중요한 부분이다. 논문에서는 이진체에서의 곱셈 연산과 이진체에서 정의된 타원곡선에서의 효율성에 대하여 기술한다.
  • 본 논문에서는 카라슈바 알고리즘에서 불필요한 연산을 제거한 불필요한 연산이 없는 카라슈바 알고리즘과 병렬 하드웨어 구조를 제안하였다. 제안하는 알고리즘은 기존의 KOA와 같은 시간 복잡도를 가지지만 공간 복잡도에서 효율성을 가진다.
  • 본 소절에서는 불필요한 연산이 없는 카라슈바 알고리즘을 제안한다. a(x) 와 b(x)를 nT차 다항식이라 하고 n = 2mi + rn2 라 하면 다항식 c(x)=a(x)b(x)는 식 (3)과 같다.
  • 본 절에서는 NRKOA 곱셈기의 효율성을 비교한다. 알고리즘 3의 step 9에서 d(x)、「2는 c(x)*-2에 의하여 결정되므로 NRHKOA는 어떠한 계산도 수행하지 않는다.
  • 본 절에서는 이진체위의 불필요한 연산이 없는 카라슈바 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 기존의 알고리즘보다 낮은 공간복잡도를 가진다.
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참고문헌 (8)

  1. 장남수, 한동국, 정석원, 김창한, '유한체 GF( $2^N$ )에서 낮은 공간 복잡도를 가지는 새로운 다중 분할 카라슈바 방법의 병렬 처리 곱셈기', 대한전자공학회논문지(SC), 41. 1, pp.33-40, 2004 

  2. 장남수, 김창한, '확장체 GF( $P^n$ )에서 효율적인 다항식 곱셈 방법', 대한전자공학회논문지(SD), 42. 5, pp.23-30, 2005 

  3. G. Drolet, 'A New Representation of Elements of Finite Fields GF( $2^m$ ) Yielding Small Complexity Arithmetic circuit}, IEEE Trans. on Computers, vol 47, 1998, 353-356 

  4. M. Ernst, M. Jung, F. Madlener, S. Huss, and R. Blumel, 'A Reconfigurable System on Chip Implementation for Elliptic Curve Cryptography over GF( $2^n$ )', In Work shop on Cryptographic Hardware and Embedded Systems (CHES'02), LNCS2523, (2002), 381-399 

  5. N. Koblitz, 'Elliptic Curve Cryptosysterns', Mathematics of Computation, vol. 48, 1987, 203-209 

  6. M. Leone, 'A New Low Complexity Parallel Multiplier for a Class of Finite Fields', In Workshop on Cryptographic Hardware and Embedded Systems (CHES'01), LNCS2162, (2001), 160-170 

  7. C. Paar, 'A new architecture for a parallel finite fields multiplier with Low Complexity Based on Composite Fields', IEEE Trans. on Computers, vol45, no.7, July 1996, 846-861 

  8. F. Rodriguez-Henriquez and C. K. Koc, 'On fully parallel Karatsuba multipliers for GF( $2^m )', Proceedings of the international Conference on Computer Science and Technology -CST 2003, Acta Press, Cancun, Mexico, May 2003, 405-410 

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