아두이노를 이용한 AES와 LEA의 암복호화 속도 측정 = Measurements of Encryption and Decryption Times of AES and LEA Algorithms on an Arduino MCU

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper presents an experimental result showing the encryption and decryption times of the AES and LEAalgorithms. AES and LEA algorithms are international and Korean standards for block ciphers, respectively. Throughexperiments, this paper investigates the applicability of the LEA algorithm for light weight IoT devices. In order tomeasure the encryption and decryption times, 256-bit and 128-bit secret keys were randomly generated for AES andLEA, respectively. Under our test environment using an Arduino microcontroller, the AES algorithm takes about 45㎳ forencryption and decryption processes, whereas the LEA algorithm takes about 4㎳. Even though processing times of eachalgorithm may vary much under different implementation and test environments, this experimental result shows that theLEA algorithm can be applied to many light weight IoT devices for security goals.

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 국제 표준 블록 암호 AES와 국산 표준 경량 블록 암호인 LEA의 암복호화 속도를 비교 실험한 결과를 소개하고, LEA의 사물인터넷 기기 통신에의 활용 가능성을 확인한다. 두 암호 알고리즘의 속도 측정을 위하여, AES의 경우는256비트의 무작위 생성 비밀키를, LEA의 경우는 128비트의 무작위 생성 비밀키를 이용하여 암복호화를 수행하였다. 아두이노를 이용한 실험을 진행한 결과, 256비트 비밀키 AES 알고리즘의 경우 암복호화에 약 45㎳가 소모되었고, LEA의 경우 128비트 비밀키에 대하여 암복호화에 약 4㎳가 소모되었다. 알고리즘 구현 방식과 실험 환경에 따라 속도 차이는 매우 다양할수 있으나, 본 실험 결과를 통하여 LEA 알고리즘은 경량 에너지 환경을 요구하는 사물인터넷 기기의 보안 알고리즘으로서충분히 고려해볼 만하다는 것을 확인하였다.

참고문헌 (Reference)

• 1 Hong, D., "LEA: A 128-bit block cipher for fast encryption on common processors" 3-27, 2013
• 2 Frank Kagan Gürkaynak, "GALS System Design:Side Channel Attack Secure Cryptographic Accelerators" ETH Zurich 2006
• 3 NSR, "Block chiper LEA Specification"
• 4 qistoph, "ArduinoAES256"
• 5 Morris J. Dworkin, "Advanced Encryption Standard (AES), Federal Information Processing Standards (FIPS)-197"
• 6 ARDUINO, "ARDUINO UNO REV3"
• 7 KISA(KOREA INTERNET & SECURITY AGENCY), "A Guide to the Use of Cryptographic Technology in the Internet of Things(IoT)"