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4가지 운영모드를 지원하는 ARIA 암호/복호 코어의 FPGA 구현
FPGA Implementation of ARIA Encryption/Decrytion Core Supporting Four Modes of Operation 원문보기

한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회, 2012 Oct. 26, 2012년, pp.237 - 240  

김동현 (국립금오공과대학교) ,  신경욱 (국립금오공과대학교)

초록
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본 논문에서는 국내 표준(KS)으로 제정된 블록암호 알고리듬 ARIA의 하드웨어 구현을 제안한다. 제안된 ARIA 암 복호 코어는 표준에 제시된 세 가지 마스터 키 길이 128/192/256-비트를 모두 지원하도록 설계되었으며, ECB, CBC, CTR, OFB와 같은 4개의 암호 운영모드를 지원한다. 회로의 크기를 줄이기 위해 키 확장 초기화 과정과 암 복호 과정에 사용되는 라운드 함수가 공유되도록 설계를 최적화 하였다. 설계된 ARIA 암 복호 코어를 FPGA로 구현하여 하드웨어 동작을 검증하였으며, 1.07 Gbps@167 MHz의 성능을 갖는 것으로 평가되었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper describes an implementation of ARIA crypto algorithm which is a KS (Korea Standards) block cipher algorithm. The ARIA crypto-core supports three master key lengths of 128/192/256-bit specified in the standard and the four modes of operation including ECB, CBC, CTR and OFB. To reduce hardw...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 ARIA 알고리듬의 키 초기화 모듈과 암·복호 모듈에서 사용하는 라운드 함수를 공유하여 설계 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
ARIA 블록암호 알고리듬을 미국 연방 표준 알고리듬인 AES과 비교하면? 국가보안기술연구소에서는 정보통신 서비스의 다변화 및 전자정부 구현 등으로 인한 국가기관과 민간(G2C)간 소통 자료에 안전성과 효율성을 제공하기 위한 정보보안 알고리듬으로 ARIA를 제안하였으며, 2004년 12월 국내 표준(KS)으로 제정되었다[2]. ARIA 블록암호 알고리듬은 미국 연방표준 알고리듬인 AES(Advanced Encryption Standard)[3]와 입·출력 크기 및 사용 가능한 키 길이가동일하며, 속도와 안전성 측면에서 유사하여 동급 경쟁 기술로 평가를 받고 있다. ARIA 블록암호 알고리듬은 시스템의 요구에 맞는 다양한 구현 방법들이 연구되고 있다.
암호기술은 어디에 사용되는가? 암호기술은 과거에는 군사적인 용도 등의 비밀 통신을 위해 주로 사용되었으나 현재는 인터넷 기반의 사회, 경제 활동의 안전성, 신뢰성, 프라이 버시 보호 등을 위한 필수 기술로서 메일전송, 사용자 인증, 전자상거래 등에 광범위하게 사용되고 있다. 암호기술은 특정분야에서 사용하는 특수기술에서 차세대 정보환경의 기반기술로 변화하고 있으며 중요성이 증대되고 있다[1].
ARIA 블록암호 알고리듬은 구조에 따라 어떤 특징이 있는가? 대용량 데이터의 고속처리에 초점을 맞춘 하드웨어 구현을 비롯해서 스마트카드나 RFID와 같은 휴대용 장치에 적합한 소면적, 저전력 위주의 하드웨어 구현 결과도 발표되고 있다[4,5]. 고속 처리에 초점을 맞춘 하드웨어 구조는 높은 throughput을 갖는 장점이 있지만, 회로의 면적이나 전력소모 측면에서 휴대용 기기에 적합하지 않다. 반면 소면적, 저전력 위주의 구조는 회로의 면적이나 전력소모 측면에서는 뛰어난 성능을 보이지만, 높은 throughput을 가지지는 못한다. ARIA 알고리듬의 하드웨어 구현을 위해서는 회로의 면적을 최소화하면서도 동시에 높은 throughput을 얻기 위한 다양한 설계 최적화가 요구된다.
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