본 논문은 ARS 암호프로세서의 성능분석모델을 제안하였다. 제안된 모델은 M/M/1 큐잉 모델을 기반으로 포아송 분포를 트래픽 입력으로 가정하였다. 모델을 이용한 성능분석결과 1kbyte 패킷입력에서 ARS 암호화 10라운드를 1클록에 처리하게끔 설계된 파이프라인 구조가 10클록에 처리되는 비-파이프라인 구조에 비하여 $4.0\%$ 정도의 성능향상만을 확인하였다. FPGA상에서 AES 암호프로세서를 구현한 결과 파이프라인 구조는 비-파이프라인 구조와 비교하여 게이트 수는 3.5배 크게 소요되었으나 성능은 $3.5\%$의 증가만을 나타내었다. 제안된 모델은 네트워크 컴퓨터에 사용될 AES 암호프로세서 설계 시, 최적의 가격대성능비를 갖는 구조를 제시할 수 있을 것으로 기대된다.
This paper presents a performance analysis model based on an M/M/1 queue and Poisson distribution of input data traffic. The simulation on a pipelined AES system with processing rate of 10 rounds per clock shows $4.0\%$ higher performance than a non-pipelined version consuming 10 clocks per transaction. Physical implementation of pipelined AES with FPGA takes 3.5 times bigger gate counts than the non-pipelined version whereas the pipelined version yields only $3.5\%$ performance enhancement. The proposed analysis model can be used to optimize cost-performance of AES hardware designs.
