GPU용 연산 라이브러리 CUDA를 이용한 블록암호 고속 구현

국문 초록 (Abstract)

그래픽 프로세서(GPU)의 연산 능력은 이미 CPU를 능가하고 있으며, 그 격차는 점점 벌어지고 있다. 따라서, 범용 계산에 그래픽 프로세서를 활용하는 GPGPU 연구가 활발히 전개되고 있으며, 병렬 처리가 필요한 분야에서 특히 두드러진 성과를 보이고 있다. GPU를 이용한 암호 알고리즘의 구현은 2005년 Cook 등에 의하여 처음 시도되었으며, OpenGL, DirectX 등의 라이브러리를 이용하여 개선된 결과들이 속속 발표되고 있다.
본 논문에서는 2007년 발표된 NVIDIA의 CUDA 라이브러리를 이용한 블록암호 구현 기법과 그 결과를 소개하고자 한다. 또한, 소프트웨어로 구현된 블록암호 소스를 GPU 프로그램으로 이식하는 일반적인 방법을 제공하고자 한다. 8800GTX GPU에서 블록암호 AES, ARIA, DES를 구현했으며, 속도는 각각 4.5Gbps, 7.0Gbps, 2.8Gbps로 CPU보다 고속 구현이 가능하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The computing power of graphics processing units(GPU) has already surpassed that of CPU and the gap between their powers is getting wider. Thus, research on GPGPU which applies GPU to general purpose becomes popular and shows great success especially in the field of parallel data processing. Since the implementation of cryptographic algorithm using GPU was started by Cook et al. in 2005, improved results using graphic libraries such as OpenGL and DirectX have been published.
In this paper, we present skills and results of implementing block ciphers using CUDA library announced by NVIDIA in 2007. Also, we discuss a general method converting source codes of block ciphers on CPU to those on GPU. On NVIDIA 8800GTX GPU, the resulting speeds of block cipher AES, ARIA, and DES are 4.5Gbps, 7.0Gbps, and 2.8Gbps, respectively which are faster than the those on CPU.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• ABSTRACT
• Ⅰ. 서론
• Ⅱ. GPU의 구조와 CUDA 라이브러리
• Ⅲ. CUDA를 이용한 블록암호 구현
• Ⅳ. 구현 결과 분석
• Ⅴ. 결론
• 참고문헌
• 〈著者紹介〉

참고문헌 (Reference)

1 Astro GPU, "Workshop on General Purpose Computation on Graphics Processing Units in Astronomy and Astrophysics"

2 The first GPGPU workshop, "The first GPGPU workshop,Proceedings of the first Workshop on General Purpose Processing on Graphics Processing Units"

3 "The GPGPU Resources and Forums"

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6 "NVIDIA CUDA Homepage"

7 "GPUbench project"

8 M. Houston, "GPGPU：General-Purpose Compu- tation on Graphics Hardware" 2007

9 D. Göddeke, "GPGPU - Basic Math Tutorial" Fachbereich Mathe- matik, Universität Dortmund 2005

10 J. Zambreno, "Exploring area/delay tradeoffs in an AES FPGA implementation" 2004

11 D. L. Cook, "Cryptographics：Exploiting Graphics Cards for Security" Advan- ces in Information Security series 2006

12 D. L. Cook, "CryptoGraphics：Secret Key Cryptography Using Graphics Cards" 2005

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