32-Bit RISC-V상에서의 LEA 경량 블록 암호 GCM 운용 모드 구현

엄시우; 권혁동; 김현지; 양유진; 서화정

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자료유형: 학술저널

저자정보: 엄시우 (한성대학교) 권혁동 (한성대학교) 김현지 (한성대학교) 양유진 (한성대학교) 서화정 (한성대학교)

저널정보: 한국정보보호학회 정보보호학회논문지 정보보호학회논문지 제32권 제2호

발행연도: 2022.4

수록면: 163 - 170 (8page)

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LEA는 2013년 국내에서 개발된 경량 블록암호이다. 본 논문에서는 블록 암호 운용 방식 중 CTR 운용 모드와 CTR 운용 모드를 활용하며 기밀성과 무결성을 제공하는 GCM 운용 모드의 구현을 진행한다. LEA-CTR의 최적화 구현은 CTR 운용 모드의 고정된 Nonce 값의 특성을 활용하여 사전 연산을 통한 연산 생략과 State 고정을 통해 State 간의 이동을 생략한 최적화 구현을 제안한다. 또한 제안 기법을 GCM 운용 모드에 적용 가능함을 보여주며, Galois Field(2<SUP>128</SUP>) 곱셈 연산을 사용하는 GHASH 함수 구현을 통해 GCM 구현을 진행한다. 결과적으로 32-bit RISC-V상에서 제안하는 기법을 적용한 LEA-CTR의 경우 기존 연구 대비 2%의 성능 향상을 확인하였으며, 추후 다른 연구에서 성능 지표로 사용될 수 있도록 GCM 운용 모드의 성능을 제시한다.

#LEA #CTR mode #GCM mode #Implementation #RISC-V

참고문헌 (10)

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NIST, Lightweight Cryptography: Project Overview, https://csrc.nist.gov/projects/lightweight-cryptography, 2021. Young-Beom Kim, Hyeok-Dong Kwon, Sang-Woo An, Hwa-Jeonng Seo and Seong-Chung Seo, “Efficient Implementation of ARX-Based Block Ciphers on 8-bit AVR Microcontrollers,” Mathematics 2020. vol. 8, no. 10, 1837., Oct 2020

Jin-Gyo Song and Seog-Chung Seo, “Efficient Parallel Implementation of CTR Mode of ARX-Based Block Ciphers on ARMv8 Microcontrollers,” Applied Sciences 2021. vol. 11, no. 6, 2548., Mar. 2021.

D.J Hong, et al. “LEA: A 128-Bit Block Cipher for Fast Encryption on Common Processors,” WISA 2013: Revised Selected Papers of the 14th International Workshop on Information Security Applications, Volume 8267, pp 3–27, Aug. 2013.

ISO. “ISO/IEC 29192-2:2019 Information Security-Lightweight Cryptography-Part 2: Block Ciphers,” International Organization for Standardization, pp 56, Nov. 2019.

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