구조적 확장성을 갖는 이진체 타원곡선 암호 프로세서

Abstract

다양한 응용분야의 연산 성능과 하드웨어 리소스 요구 사항을 충족하는 ECC 프로세서의 맞춤형 구현에 적합한 확장 가능형 이진체 타원곡선 암호 프로세서(scalable binary field elliptic curve crypto-processor; BF_sECCP)에 대해 기술한다. BF_sECCP는 처리요소 (processing element; PE)를 1개에서 8개까지 사용하여 32-비트 워드의 이진체 연산을 병렬로 처리하며, SEC2 표준의 12가지 이진체 타원곡선을 지원한다. 수정된 몽고메리 모듈러 곱셈 알고리듬을 적용하여 부채널 공격에 내성을 갖도록 했으며, 로페즈-다합 투영 좌표계에서 x 좌표만 사용하는 점연산을 적용해서 연산 복잡도를 최소화했다. BF_sECC 프로세서를 Zynq7 FPGA 디바이스에 구현하여 하드웨어 동작을 검증했다. 8개의 PE로 구현된 BF_sECCP는 17,350개의 LUT와 4,239개의 플립플롭이 사용되었으며, 250 MHz 클록 주파수에서 233 비트 점 스칼라 곱셈 연산에 약 203 가 소요되는 것으로 평가되었다.