새로운 잉여 이진 Montgomery 곱셈기와 하드웨어 구조

임대성; 장남수; 지성연; 김성경; 이상진; 구본석

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자료유형: 학술저널

저자정보: 임대성 장남수 지성연 김성경 이상진 구본석

저널정보: 한국정보보호학회 정보보호학회논문지 정보보호학회논문지 제16권 제4호

발행연도: 2006.8

수록면: 33 - 41 (9page)

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RSA 암호 시스템은 IC카드, 모바일 시스템 및 WPKI, 전자화폐, SET, SSL 시스템 등에 많이 사용된다. RSA는 모듈러 지수승 연산을 통하여 수행되며, Montgomery 곱셈기를 사용하는 것이 효율적이라고 알려져 있다. Montgomery 곱셈기에서 임계 경로 지연 시간(Critical Path Delay)은 세 피연산자의 덧셈에 의존하고 캐리 전파를 효율적으로 처리하는 문제는 Montgomery 곱셈기의 효율성에 큰 영향을 미친다. 최근 캐리 전파를 제거하는 방법으로 캐리 저장 덧셈기(Carry Save Adder, CSA)를 사용하는 연구가 계속 되고 있다. McIvor외 세 명은 지수승 연산에 최적인 CSA 3단계로 구성된 Montgomery 곱셈기와 CSA 2단계로 구성된 Montgomery 곱셈기를 제안했다. 시간 복잡도 측면에서 후자는 전자에 비해 효율적이다. 본 논문에서는 후자보다 빠른 연산을 수행하기 위해 캐리 전파 제거 특성을 가진 이진 부호 자리(Signed-Digit, SD) 수 체계를 사용한다. 두 이진 SD 수의 덧셈을 수행하는 잉여 이진 덧셈기(Redundant Binary Adder, RBA)를 새로 제안하고 Montgomery 곱셈기에 적용한다. 기존의 RBA에서 사용하는 이진 SD 덧셈 규칙 대신 새로운 덧셈 규칙을 제안하고 삼성 STD130 0.18μm 1.8V 표준 셀 라이브러리에서 지원하는 게이트들을 사용하여 설계하고 시뮬레이션 하였다. 그 결과 McIvor의 2 방법과 기존의 RBA보다 최소 12.46%의 속도 향상을 보였다.

#Montgomery multiplication #Redundant binary adder #Signed-digit system

참고문헌 (13)

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[학위논문] - 홍종욱 / 1999 / Redundant Binary 연산을 이용한 실수/복소수 승산기 / M / 전기․컴퓨터 공학과 대학원

[학술지(정기간행물)] - S. E. Eldridge / 1993 / Hardware implementation of Montgomery's modular multiplication algorithm / IEEE Transaction on Computers 42 : 693 ~ 699

[학술대회논문] - Ciaran McIvor / 2003 / Fast Montgomery modular multiplication and RSA cryptographic processor architectures / ACCSC 2003 : 379 ~ 384

[학술지(정기간행물)] - A. Avizienis / 1961 / Signed-digit number representations for fast parallel arithmetic / IRE Trans. Electron. Comput EC-IO (9) : 389 ~ 400

[학술지(정기간행물)] - Naofumi Takagi, / 1985 / High-Speed VLSI Multiplication Algorithm with a Redundant Binary Addition Tree / IEEE Trans. on Computers C-34 (9) : 789 ~ 796

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