본 논문에서는 새로운 다정도 캐리 세이브 가산기를 이용한 dual-field상의 확장성 있는 Montgomery 곱셈기를 제안한다. 제안한 구조는 유한체 GFP(p)와 GF($2^m$)상의 곱셈 연산을 수행한다. 제안한 다정도 캐리 세이브 가산기는 두 개의 캐리 세이브 가산기로 구성되며, w-비트의 워드를 처리하기 위한 하나의 캐리 세이브 가산기는 n = [w/b] 개의 캐리 전파 가산기로 이루어진다. 여기서 b는 하나의 캐리 전파 가산기가 포함하는 dual-filed 가산기의 개수이다. 제안된 Montgomery 곱셈기는 기존의 연구결과에 비해 거의 동일한 시간 복잡도를 가지지만 낮은 하드웨어 복잡도를 가진다. 뿐만 아니라 제안한 연산기는 기존의 연구와 달리 연산의 종료 시 정확한 모듈러 곱셈의 결과를 출력한다. 더욱이 제안한 회로는 m과 w에 대해 높은 확장성을 가진다. 따라서 본 논문에서 제안한 구조는 암호응용을 위한 GF(p)와 GF($2^m$)상의 곱셈기로서 매우 적합하다 할 수 있다.
This paper presents a scalable dual-field Montgomery multiplier based on a new multi-precision carry save adder(MP-CSA), which operates in both types of finite fields GF(p) and GF($2^m$). The new MP-CSA consists of two carry save adders(CSA). Each CSA is composed of n = [w/b] carry propagation adders(CPA) for a modular multiplication with w-bit words, where b is the number of dual field adders(DFA) in a CPA. The proposed Montgomery multiplier has roughly the same timing complexity compared with the previous result, however, it has the advantage of reduced chip area requirements. In addition, the proposed circuit produces the exact modular multiplication result at the end of operation unlike the previous architecture. Furthermore, the proposed Montgomery multiplier has a high scalability in terms of w and m. Therefore, it can be used to multiplier over GF(p) and GF($2^m$) for cryptographic applications.
