Rijndael 암호 알고리즘을 구현한 암호 프로세서의 설계

Vol. 11, No. 6, pp. 77-88, 12월. 2001
10.13089/JKIISC.2001.11.6.77, Full Text:
Keywords: cryptography, block cipher, AES, Rijndael
Abstract

본 논문에서는 AES(Advanced Encryption Standard)로 채택된 Rijndael 알고리즘을 구현한 암호 프로세서를 설계하였다. 암호화와 복호화를 모두 수행할 수 있으며, 128비트의 블록과 128비트의 키 길이를 지원한다. 성능과 면적 측면을 모두 고려하여 가장 효율적인 구조로 한 라운드를 구현한 후, 라운드 수만큼 반복하여 암복호화를 수행하도록 하였다. 대부분의 다른 블록 암호 알고리즘과 달리 암복호화 시 구조가 다른 Rijndael의 특성으로 인한 면적의 증가를 최소화하기 위해 ByteSub와 InvByteSub은 알고리즘을 기반으로 구현함으로써 메모리로만 구현하는 방법에 비해 비슷한 성능을 가지면서 필요한 메모리 양은 1/2로 줄였다. 이와 같이 구현한 결과, 본 논문의 Rijndael 암호 프로세서는 0.5um CMOS 공정에서 약 15,000개의 게이트, 32K-bit ROM과 1408-bit RAM으로 구성된다. 그리고 한 라운드를 한 클럭에 수행하여 암복호화 하는데 블럭 당 총 11클럭이 걸리고, 110MHz의 동작 주파수에서 1.28Gbps의 성능을 가진다. 이는 현재 발표된 논문들과 비슷한 성능을 가지면서 면적의 가장 큰 비중을 차지하는 메모리 양은 절반 이상 감소하여 지금까지 발표된 논문 중 가장 우수한 면적 대 성능 비를 가지는 것으로 판단된다.

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Cite this article
[IEEE Style]
전신우, 정용진 and 권오준, "Design of Cryptographic Processor for Rijndael Algorithm," Journal of The Korea Institute of Information Security and Cryptology, vol. 11, no. 6, pp. 77-88, 2001. DOI: 10.13089/JKIISC.2001.11.6.77.

[ACM Style]
전신우, 정용진, and 권오준. 2001. Design of Cryptographic Processor for Rijndael Algorithm. Journal of The Korea Institute of Information Security and Cryptology, 11, 6, (2001), 77-88. DOI: 10.13089/JKIISC.2001.11.6.77.