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파이프라인 구조의 3DES 암호알고리즘의 설계 및 구현
Design and Implementation of 3DES crypto-algorithm with Pipeline Architecture

이완복   (중부대학교 컴퓨터 게임학부UU0001194  ); 김정태   (목원대학교 정보전자영상공학부UU0000545  );
  • 초록

    대칭키 암호 알고리즘들은 전치와 치환의 연속적인 반복 과정이며, 동작방식에 따라 CBC, ECB, CFB, OFB의 네가지 모드가 있다. 또한 이들 알고리즘들에서는 내부적으로 여러 라운드의 연산을 반복적으로 수행해야 최종 암호문이 완성되기 때문에, 많은 연산 시간이 소요된다. 본 논문에서는 블록 암호 알고리즘의 ECB 모드에서 암호 연산을 가속화할 수 있는 파이프라인드 설계 방법을 제시한다. 제안된 방법에서는 여러 라운드의 암호 연산 블록을 파이프라인드 구조로 구성하고 연속적으로 실행하기 때문에 전체 연산 속도를 매우 높일 수 있다. 또한 파이프라인드 구조로 암호칩을 설계한 후 검증한 결과, 수십 배의 성능 향상이 가능하다는 것을 알 수 있다.


    Symmetric block ciper algorithm consists of a chains of operations such as permutation and substitution. There exists four kinds of operation mode, CBC, ECB, CFB, and OFB depending on the operation paradigm. Since the final ciper text is obtained through the many rounds of operations, it consumes much time. This paper proposes a pipelined design methodology which can improve the speed of crypto operations in ECB mode. Because the operations of the many rounds are concatenated in serial and executed concurrently, the overall computation time can be reduced significantly. The experimental result shows that the method can speed up the performance more than ten times.


  • 주제어

    암호 알고리즘 .   파이프라인 구조.  

  • 참고문헌 (5)

    1. http://www.xilinx.com/ 
    2. 한국정보보호센터, '128비트 블록 암호알고리즘 (SEED) 개발 및 분석보고서', KlSA, 2003 
    3. NBS, Data Encryption Standard, FIPS Pub. 46, U.S, National Bureau of Standards, Washington DC.Jan.1977 
    4. KISA, SEED Algorithm Test Vector, KlSA. 2003 
    5. 한국정보보호센터, '128비트 블록 암호알고리즘 (SEED) 개발 및 분석보고서'. KlSA, 2003 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Hwang, Jae-Young ; Choi, Dong-Wook ; Chung, Yeon-Ho 2011. "An Efficient Encryption Technique for Cloud-Computing in Mobile Environments" 信號處理·시스템學會 論文誌 = Journal of the institute of signal processing and systems, 12(4): 298~302     

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    1. 2003 "128${\times}$144 pixel array 지문인식센서 설계" 한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences 7 (6): 1297~1303    
    2. 2003 "헤테로다인 기법을 이용한 밀리미터파 신호 생성" 한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences 7 (6): 1334~1340    
    3. 2003 "광주입 방법을 이용한 밀리미터파 신호 생성" 한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences 7 (5): 1076~1081    
    4. 2003 "Analysis of Fiber-optic Link Budget for Optically fed Wireless Communication" International journal of maritime information and communication sciences 1 (1): 35~38    
    5. 2003 "An IPSec Accelerator for the High-performance Virtual Private Networks" International journal of maritime information and communication sciences 1 (1): 48~52    
    6. 2003 "VPN 시스템 고속화를 위한 하드웨어 구조 분석" 한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences 7 (7): 1471~1477    
    7. 2003 "Design and simulation of high performance computer architecture using holographic data storage system for database and multimedia workloads" International journal of maritime information and communication sciences 1 (4): 169~173    
    8. 2003 "Analyses of Crypto Module for Gbps VPN System" International journal of maritime information and communication sciences 1 (4): 213~216    
    9. 2004 "Fabrication of Thin Film Transistor Using Ferroelectrics" International journal of maritime information and communication sciences 2 (2): 93~96    
    10. 2004 "5-GHz Delay-Locked Loop Using Relative Comparison Quadrature Phase Detector" International journal of maritime information and communication sciences 2 (2): 102~105    

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