x-좌표만 연산하는 확장형 구조의 소수체 ECC 프로세서 (A Prime Field ECC Processor with Scalable Architecture Computing only x-coordinates)

서지정보

· 발행기관 : 한국정보통신학회
· 수록지 정보 : 한국정보통신학회논문지 / 27권 / 12호 / 1554 ~ 1562페이지
· 저자명 : 정영수, 신경욱

초록

다양한 응용분야에서 요구되는 연산성능과 하드웨어 리소스를 고려한 최적의 ECC (elliptic curve cryptography)프로세서 구현에 적합한 확장형 구조의 소수체 ECC 프로세서 설계에 대해 기술한다. 점 스칼라 곱셈에 몽고메리 래더 알고리듬을 적용하여 부채널 공격에 대한 내성을 가지며, 표준 투영 좌표계에서 -좌표만 이용한 점 연산을 통해유한체 연산량을 줄였다. 32-비트 단위의 유한체 연산을 하는 처리요소 (processing element; PE)의 1차원 배열과 내부 메모리 폭을 조정하여 구현할 수 있으며, SEC2와 RFC 5639 문서에 정의된 12가지 소수체 타원곡선을 지원한다.
설계된 ECC 프로세서를 Zynq7 FPGA에 구현하여 하드웨어 동작을 검증했다. PE 8개와 256-비트 메모리 폭으로 구현하는 경우에 LUT 26,879개, 플립플롭 6,779개와 35개의 DSP 블록이 사용되었으며, 60MHz 클록 주파수로 동작하여 256-비트 점 스칼라 곱셈 연산에 약 2.87 ms가 소요되는 것으로 평가되었다.

영어초록

This paper describes a prime field elliptic curve cryptography (ECC) processor with scalable architecture that issuitable for optimized implementation of ECC processors considering computational performance and hardware resourcesrequired by various applications. The Montgomery ladder algorithm was adopted for point scalar multiplication (PSM),which was resistant to side-channel attacks, and point operation using only x-coordinates in standard projective coordinateswas implemented to reduce arithmetic complexity. Our ECC processor has a one-dimensional array of processing elements(PEs) performing 32-bit finite field operations and an internal memory with adjustable width, and it supports twelveelliptic curves over prime field as defined in SEC2 and RFC 5639 documents. The hardware operation of the ECCprocessor was verified by implementing it in a Zynq7 FPGA. For an implementation with 8 PEs and 256-bit widememory, 26,879 LUTs, 6,779 flip-flops, and 35 DSP blocks were used, and it was evaluated to take approximately 2.87ms for 256-bit PSM at 60 MHz clock frequency.

참고자료

· 없음