실시간 처리 응용에 적합한 고속 스트림 암호 AA128 구현 = Implementation of fast stream cipher AA128 suitable for real time processing applications

국문 초록 (Abstract)

최근 휴대폰과 같은 무선 인터넷 환경과 자원의 제약을 크게 받는 무선 센서 네트워크(wireless sensor network) 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한 신뢰성과 안전성이 보장된 센서 네트워크 구축을 위해 전반적으로 보안에 관한 연구가 반드시 필요하다. 센서 네트워크 보안을 위한 한 가지 방안으로 암호학적으로 안전한 알고리즘 개발이 필요하며, 따라서 본 논문에서는 휴대폰과 같은 무선 인터넷 환경, 무선 센서 네트워크, DRM(Digital Right Management) 등과 같은 실시간처리가 필요한 분야에 사용할 목적으로 소프트웨어 및 하드웨어 구현이 쉬운 128비트 스트림 암호 AA128을 제안한다. AA128은 278비트 Arithmetic Shift Register(ASR)과 비선형 변환의 두 부분으로 구성된 스트림 암호이며, 비선형 변환은 혼잡함수(Confusion Function), 비선형변환(SF0 ~ SF3)과 표백(Whitening)을 사용하여 구성된다. 제안한 AA128은 AES와 Salsa20보다 수행 속도가 빠르고, 안전성 또한 현대 암호 알고리즘에서 요구하는 조건을 만족하고 있다. 하드웨어 시뮬레이션 결과를 통해 제안한 알고리즘이 실시간 처리가 필요한 어플리케이션의 속도 요구사항을 만족시키는 성능을 가지고 있음을 보였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently, wireless Internet environment with mobile phones and wireless sensor networks with severe resource restrictions have been actively studied. Moreover, an overall security issues are essential to build a reliable and secure sensor network. One of secure solution is to develop a fast cryptographic algorithm for data encryption. Therefore, we propose a 128-bit stream cipher, AA128 which has efficient implementation of software and hardware and is suitable for real-time applications such as wireless Internet environment with mobile phones, wireless sensor networks and Digital Right Management (DRM). AA128 is stream cipher which consists of 278-bit ASR and non-linear transformation. Non-linear transformation consists of Confusion Function, Nonlinear transformation(SF0 ~ SF3) and Whitening. We show that the proposed stream cipher AA128 is faster than AES and Salsa20, and it satisfies the appropriate security requirements. Our hardware simulation result indicates that the proposed cipher algorithm can satisfy the speed requirements of real-time processing applications.

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