64비트 블록암호 알고리듬 HIGHT의 효율적인 하드웨어 구현

Abstract

한국기술표준원(KATS)과 국제표준화기구(ISO/IEC)에 의해 표준으로 채택된 블록암호 알고리듬 HIGHT용 저면적/저전력 암호/복호 코어를 설계하였다. HIGHT 알고리듬은 USN, RFID와 같은 유비쿼터스 환경에 적합하도록 개발되었으며, 128 비트 마스터 키를 사용하여 64 비트 평문을 64 비트 암호문으로, 또는 그 역으로 변환한다. 저면적과 저전력 구현을 위해 암호화 및 복호화를 위한 라운드 변환 블록과 키 스케줄러의 하드웨어 자원이 공유되도록 설계를 최적화하였다. 0.35-<TEX>${\mu}m$</TEX> CMOS 표준 셀 라이브러리를 이용한 합성결과, HIGHT64 코어는 3,226 게이트로 구현되었으며, 80-MHz@2.5-V로 동작하여 150-Mbps의 성능을 갖는 것으로 평가되었다. This paper describes a design of area-efficient/low-power cryptographic processor for HIGHT block cipher algorithm, which was approved as standard of cryptographic algorithm by KATS(Korean Agency for Technology and Standards) and ISO/IEC. The HIGHT algorithm, which is suitable for ubiquitous computing devices such as a sensor in USN or a RFID tag, encrypts a 64-bit data block with a 128-bit cipher key to make a 64-bit cipher text, and vice versa. For area-efficient and low-power implementation, we optimize round transform block and key scheduler to share hardware resources for encryption and decryption. The HIGHT64 core synthesized using a 0.35-<TEX>${\mu}m$</TEX> CMOS cell library consists of 3,226 gates, and the estimated throughput is 150-Mbps with 80-MHz@2.5-V clock.