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윤기하,박성모,Yoon, Gi Ha,Park, Seong Mo 한국스마트미디어학회 2015 스마트미디어저널 Vol.4 No.4
본 논문은 사물인터넷 보안용 경량 암호 알고리듬 중, '128비트 블록 암호 LEA'의 암호화 블록 하드웨어 구현에 대해 기술한다. 라운드 함수 블록과 키 스케줄 블록은 높은 처리성능을 위하여 병렬회로로 설계되었다. 암호화 블록은 128비트의 비밀키를 지원하며, FSM 방식과 24/n단계(n = 1, 2, 3, 4, 8, 12) 파이프라인 방식으로 설계되었다. LEA-128 암호화 블록을 Verilog-HDL로 모델링하여 FPGA 상에서 구현하고, 합성결과로부터 최소면적 및 최대처리성능을 제시한다. This paper describes hardware implementation of the encryption block of the '128 bit block cipher LEA' among various lightweight encryption algorithms for IoT (Internet of Things) security. Round function blocks and key-schedule blocks are designed by parallel circuits for high throughput. The encryption blocks support secret-key of 128 bits, and are designed by FSM method and 24/n stage(n=1, 2, 3, 4, 8, 12) pipeline methods. The LEA-128 encryption blocks are modeled using Verilog-HDL and implemented on FPGA, and according to the synthesis results, minimum area and maximum throughput are provided.
윤기하,박성모,Yoon, Gi Ha,Park, Seong Mo 한국스마트미디어학회 2017 스마트미디어저널 Vol.6 No.3
This paper is a study on the hardware implementation of the encryption and decryption block of the lightweight block cipher algorithm LEA which can be used for tiny devices in IoT environment. It accepts all secret keys with 128 bit, 192 bit, and 256 bit sizes and aims at the integrated implementation of encryption and decryption functions. It describes design results of applying pipeline method for performance enhancement. When a decryption function is executed, round keys are used in reverse order of encryption function. An efficient hardware implementation method for minimizing performance degradation are suggested. Considering the number of rounds are 24, 28, or 32 times according to the size of secret keys, pipeline of LEA is implemented so that 4 round function operations are executed in each pipeline stage. 본 논문은 사물인터넷 환경의 초소형 기기에서 사용될 수 있는 경량 블록암호 알고리듬인 LEA의 암호화 및 복호화 블록의 하드웨어 구현에 관한 연구이다. 128비트, 192비트 및 256비트 크기의 모든 비밀키를 수용하고 암 복호화 기능을 통합한 구현을 목표로 하며, 성능향상을 위해 파이프라인 기법을 적용한 설계 결과를 제시한다. 복호화 기능을 실행할 때, 라운드키가 암호화 기능의 역순으로 사용되는데, 이때 발생되는 성능저하를 최소화한 효율적인 하드웨어 구현방법을 제시한다. 비밀키 크기에 따라 라운드 횟수가 24, 28 또는 32회 동작함을 고려하여, LEA 파이프라인은 매 파이프라인 단계에서 4번의 라운드 함수 연산이 수행되도록 구현하였다.
윤기하(Gi Ha Yoon),박성모(Seong Mo Park) 한국스마트미디어학회 2017 스마트미디어저널 Vol.6 No.3
본 논문은 사물인터넷 환경의 초소형 기기에서 사용될 수 있는 경량 블록암호 알고리듬인 LEA의 암호화 및 복호화 블록의 하드웨어 구현에 관한 연구이다. 128비트, 192비트 및 256비트 크기의 모든 비밀키를 수용하고 암·복호화 기능을 통합한 구현을 목표로 하며, 성능향상을 위해 파이프라인 기법을 적용한 설계 결과를 제시한다. 복호화 기능을 실행할 때, 라운드키가 암호화 기능의 역순으로 사용되는데, 이때 발생되는 성능저하를 최소화한 효율적인 하드웨어 구현방법을 제시한다. 비밀키 크기에 따라 라운드 횟수가 24, 28 또는 32회 동작함을 고려하여, LEA 파이프라인은 매 파이프라인 단계에서 4번의 라운드 함수 연산이 수행되도록 구현하였다. This paper is a study on the hardware implementation of the encryption and decryption block of the lightweight block cipher algorithm LEA which can be used for tiny devices in IoT environment. It accepts all secret keys with 128 bit, 192 bit, and 256 bit sizes and aims at the integrated implementation of encryption and decryption functions. It describes design results of applying pipeline method for performance enhancement. When a decryption function is executed, round keys are used in reverse order of encryption function. An efficient hardware implementation method for minimizing performance degradation are suggested. Considering the number of rounds are 24, 28, or 32 times according to the size of secret keys, pipeline of LEA is implemented so that 4 round function operations are executed in each pipeline stage.