라운드 키 선행 로드를 통한 CHAM-64/128 카운터 모드 고속 구현
High-Speed Implementation to CHAM-64/128 Counter Mode with Round Key Pre-Load Technique
0
조회
0
다운로드
2
인용
0
참고문헌
키워드
초록
CHAM은 저사양 프로세서를 지원하기 위한 경량 블록암호로, 한국의 국가보안기술연구소에서 개발되었다. 블록암호의 원활한 동작을 위해서는 블록암호 운용 모드를 적용하는데 그 중에서 카운터 모드는 낮은 구현 난이도와 병렬 연산 지원으로 뛰어난 효율을 자랑한다. 본 논문에서는 블록암호 CHAM의 카운터 운영 모드를 최적 구현한 결과물을 제시한다. 제안기법은 사전 연산을 통해 일부 라운드를 생략하는 것으로 기존 CHAM보다 빠른 연산 속도를가진다. 또한, 라운드 함수 진입 전 라운드 키의 일부를 레지스터에 선행 로드하는 것으로 라운드 함수마다 라운드키를 로드하는 시간을 160cycles만큼 감소시켰다. 제안하는 기법은 기존 기법에 비해 고정키 시나리오 상에서6.8%, 가변키 시나리오 상에서 4.5%의 성능 향상이 있었다.
Abstract
The Block cipher CHAM is lightweight block cipher for low-end processors, developed by National Security Research Institute from Korea. The mode of operation is necessity for efficient operation of block cipher, among them, the counter(CTR) mode has good efficiency because it is easy to implement and supporting parallel operation. In this paper, we propose the optimized implementation for block cipher CHAM-CTR. The proposed implementation can be skipped some rounds by pre-computation. Thus it has better calculating speed than existing CHAM. Also, this implementation pre-load some of round keys to registers, before entering round functions. It makes reduced 160cycles loading time for round keyload. Finally, proposed implementation achieved higher performance about 6.8%, and 4.5% for fixed-key scenario, and variable-key scenario, respectively.
참고문헌 (8)
- A. Bogdanov, "PRESENT: An ultralightweight block cipher", International Workshop on Cryptographic Hardware and Embedded Systems (CHES’07), pp.450~466 (2007)
- R. Beaulieu, "The SIMON and SPECK lightweight block ciphers", Proceedings of the 52nd Annual Design Automation Conference(DAC’15), pp.1~6 (2015)
- B. W. Koo, "CHAM : A family of lightweight block ciphers for resource-constrained devices", International Conference on Information Security and Cryptology(ICISC'17), pp.3~25 (2017)
- D. Y. Roh, "Revised version of block cipher CHAM", International Conference on Information Security and Cryptology(ICISC'19), pp.1~19 (2019)
- 서화정, "저사양 8-bit AVR 프로세서 상에서의 초경량 블록 암호 알고리즘 CHAM 메모리 최적화 구현", 정보보호학회논문지, 28(3), pp.545~550 (2018), 한국정보보호학회[DOI]
- H. D. Kwon, "Compact implementation of CHAM block cipher on low-end microcontrollers", World Conference on Information Security Applications(WISA’20), pp.120~134 (2020)
- H. D. Kwon, "Designing a CHAM block cipher on low-end microcontrollers for internet of things", Multidisciplinary Digital Publishing Institute Electronics, 9(9)통권 : 1548, pp.1~16 (2020)
- Y. B. Kim, "Efficient implementation of ARX-based block ciphers on 8-bit AVR microcontrollers", Multidisciplinary Digital Publishing Institute Mathematics, 8(10)통권 : 1837, pp.1~22 (2020)