NEON SIMD를 통한 경량 블록 암호 CHAM의 속도 향상 방안에 대한 연구

저작시기 2019.05 |등록일 2019.05.22 파일확장자어도비 PDF (pdf) | 7페이지 | 가격 6,000원
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서지정보

발행기관 : 한국정보과학회 수록지정보 : 정보과학회논문지 / 46권 / 5호
저자명 : 이수진, 강준영, 홍도원, 서창호

목차

요약
Abstract
1. 서론
2. 국내 경량 블록 암호 CHAM
3. CHAM의 직렬 구현
4. IoT 환경에서의 NEON을 통한 CHAM의 최적 구현
5. 성능평가
6. 결론
References

한국어 초록

임베디드 디바이스 및 IoT 기기들이 개발됨에 따라 저사양 디바이스 상에서 기밀성을 달성하기 위한 경량 블록 암호들이 제안되고 있다. 최근 국내에서는 4-branch Feistel 구조를 갖는 경량 블록 암호 알고리즘 CHAM이 제안되었다. 이는 평문과 비밀 키의 크기에 따라 CHAM-64/128, CHAM-128/128, CHAM-128/256으로 구성된다. 상태 정보를 유지하지 않는(stateless on the fly) 키 스케줄 그리고 ARX 연산을 기반으로 한 CHAM은 임베디드 디바이스에서 효율적이며 특히 저사양 디바이스 상에서 더 효율적이다. 본 논문에서는 국내 경량 블록 암호 CHAM을 분석하고 고사양 IoT환경에서 최적화 방안에 대해 연구한다. 라운드 키의 독립적 생성과 4-branch Feistel 성질을 이용하여 직렬 구현을 하였고, NEON(ARM SIMD)을 이용해 CHAM을 병렬 구현하여 ARM Cortex-A53 상에서 최적화하였다.

영어 초록

As embedded devices and IoT devices are being developed, lightweight block ciphers have been proposed to achieve confidentiality on low-end devices. Recently, a lightweight block cipher algorithm, called CHAM, with 4-branch Feistel structure was proposed in Korea. It is consists of CHAM-64/128, CHAM-128/128, and CHAM-128/256 depending on the size of plaintext and secret key. CHAM, which is based on ‘stateless on the fly’ key schedule and ARX operations, is efficient on embedded devices, especially on low-end devices. In this paper, we analyze the lightweight block cipher CHAM and study an optimization method on a high-end IoT device. We implemented a serial code by independently generating round keys and leveraging 4-branch Feistel structure, and optimized CHAM using NEON-SIMD on ARM Cortex-A53.

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