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[국내논문] 공개키 암호 구현을 위한 경량 하드웨어 가속기
A Lightweight Hardware Accelerator for Public-Key Cryptography 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.23 no.12, 2019년, pp.1609 - 1617  

성병윤 (Nextchip Co. Ltd.) ,  신경욱 (School of Electronic Engineering, Kumoh National Institute of Technology)

초록
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ECC (Elliptic Curve Cryptography)와 RSA를 기반으로 하는 다양한 공개키 암호 프로토콜 구현을 지원하는 하드웨어 가속기 설계에 관해 기술한다. NIST 표준으로 정의된 소수체 상의 5가지 타원곡선과 3가지 키길이의 RSA를 지원하며 또한, 4가지 타원곡선 점 연산과 6가지 모듈러 연산을 지원하도록 설계되어 ECC와 RSA 기반 다양한 공개키 암호 프로토콜의 하드웨어 구현에 응용될 수 있다. 저면적 구현을 위해 내부 유한체 연산회로는 32 비트의 데이터 패스로 설계되었으며, 워드 기반 몽고메리 곱셈 알고리듬, 타원곡선 점 연산을 위해서는 자코비안 좌표계, 그리고 모듈러 곱의 역원 연산을 위해서는 페르마 소정리를 적용하였다. 설계된 하드웨어 가속기를 FPGA 디바이스에 구현하여 EC-DH 키교환 프로토콜과 RSA 암호·복호 둥작을 구현하여 하드웨어 동작을 검증하였다. 180-nm CMOS 표준 셀 라이브러리로 합성한 결과, 50 MHz 클록 주파수에서 20,800 등가게이트와 28 kbit의 RAM으로 구현되었으며, Virtex-5 FPGA 디바이스에서 1,503 슬라이스와 2개의 BRAM으로 구현되었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Described in this paper is a design of hardware accelerator for implementing public-key cryptographic protocols (PKCPs) based on Elliptic Curve Cryptography (ECC) and RSA. It supports five elliptic curves (ECs) over GF(p) and three key lengths of RSA that are defined by NIST standard. It was designe...

Keyword

#타원곡선 암호   #정보보안   #공개키 암호   #하드웨어 가속기  

표/그림 (10)

참고문헌 (17)

  1. C. Paar and J. Pelzl, "Introduction to Public-Key Cryptography," Chapter 6 in Understanding Cryptography, A Textbook for Students and Practitioners, Springer, 2009. 

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  14. A.P. Zele and A.P. Wadhe, "Comparatively Study of ECC and Jacobian Elliptic Curve Cryptography," International Journal of Science and Research (IJSR), pp. 2086-2089, 2013. 

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  16. Z. Liu, D. Liu and X. Zou, "An Efficient and Flexible Hardware Implementation of the Dual-Field Elliptic Curve Cryptographic Processor," IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 64, No. 3, Mar. 2017. 

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  17. W.L. Cho and K.W. Shin, "Scalable RSA public-key cryptography processor based on CIOS Montgomery modular multiplication Algorithm," Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, vol. 22, no. 1, pp. 100-108, Jan. 2018. 

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