:: The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication ::, Vol.21 No.1 | (2021) pp.1~6

IoT 보안을 위한 AES 기반의 암호화칩 설계

Min-Sup Kang

(정회원, 안양대학교 컴퓨터공학과)

Abstract

본 논문은 하드웨어 자원이 제한되는 사물인터넷 시스템의 보안을 위하여 AES 기반의 효율적인 암호화칩 설계를 제안한다. ROM 기반의 S-Box는 메모리를 액세스하는데 많은 메모리 공간이 필요함과 동시에 지연문제가 발생하게 된 다. 제안한 방법에서는 저면적/고성능의 암호화 칩 설계를 위해 합성체 기반의 고속 S-Box를 설계하여 보다 빠른 연산 결과를 얻도록 한다. 또한, 각 라운드 변환과정 및 키 스케쥴링 과정에서 사용되는 S-Box를 공유하도록 설계하여 보다 높은 처리율 및 적은 지연을 갖도록 한다. 설계된 AES 암호프로세서는 Verilog-HDL를 사용하여 회로동작을 기술하였 으며, Xilinx ISE 14.7 툴을 이용하여 논리 합성을 수행하였다. 또한, 설계 검증은 Modelsim 10.3 툴을 이용하였으며, Xilinx XC6VLX75T FPGA 소자를 사용하여 하드웨어 동작을 검증하였다.
The paper proposes the design of AES-based encryption chip for IoT security. ROM based S-Box implementation occurs a number of memory space and some delay problems for its access. In this approach, S-Box is designed by pipeline structure on composite field GF((22)2) to get faster calculation results. In addition, in order to achieve both higher throughput and less delay, shared S-Box are used in each round transformation and the key scheduling process. The proposed AES crypto-processor is described in Veilog-HDL, and Xilinx ISE 14.7 tool is used for logic synthesis by using Xilinx XC6VLX75T FPGA. In order to perform the verification of the crypto-processor, the timing simulator(ModelSim 10.3) is also used.
  IoT security; AES chip; composite field; pipelined S-Box; Verilog HDL

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