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영어

This paper proposes the design of an advanced S-Box for calculating multiplicative inverse in AES encryption process. In this approach, advanced S-box module is first designed based on composite field, and then the performance evaluation is performed for S-box with multi-stage pipelining architecture. In the proposed S-Box architecture, each module for multiplicative inverse is constructed using combinational logic for realizing both small-area and high-speed. Through logic synthesis result, the designed 3-stage pipelined S-Box shows speed improvement of about 28% compared to the conventional method[3]. The proposed advanced AES S-Box is performed modelling at the mixed level using Verilog-HDL, and logic synthesis is also performed on Spartan 3s1500l FPGA using Xilinx ISE 14.7 tool.

한국어

본 논문에서는 효율적인 AES 암호화를 위한 곱셈역원 연산기인 S-Box 설계를 제안한다. 제안한 방법은 먼저, 합성체 기반의 개선된 S-Box 모듈을 설계하고, 다단 파이프라인(multi-stage pipeline) 구조의 S-Box의 성능을 평가 한다. 제안하는 S-Box 모듈에서의 곱셈역원 연산은 조합 논리로 구성되기 때문에 하드웨어 부담이 감소되고 처리 속도 가 개선된다. 논리합성을 통하여 3-단 파이프라인 구조의 S-Box 의 경우, 기존 방법[3]과의 연산속도 비교에서 약 28% 정도 개선됨을 보인다. 본 논문에서 제안한 개선된 S-Box는 Verilog-HDL을 사용하여 혼합 레벨에서 모델링을 행하였 으며, Xilinx ISE 14.7툴을 사용하여 Spartan 3s1500l FPGA 상에서 합성을 수행하였다. 그리고 타이밍 시뮬레이션 (ModelSim PE 10.3 사용)을 통하여 설계된 S-Box가 정상적으로 동작함을 확인하였다.