산업용 사물인터넷 환경에서는 다수의 센서 채널에서 수집되는 데이터의 기밀성과 무결성을 실시간으로 보장해야 한다. 본 논문에서는 2024년 NIST 경량 암호 표준으로 선정된 ASCON-128을 기반으로, 다채널 IIoT 환경을 위한 인터리브 하드웨어 아키텍처를 제안한다. 제안하는 시스템은 시분할 다중화 방식을 적용하여 단일 ASCON 코어로 10개의 센서 채널을 처리한다. 하드웨어 스케줄러가 라운드로빈 방식으로 채널을 선택하고, 채널별 320비트 상태를 BRAM에 저장하여 1-2 클럭 사이클 내에 무지연 컨텍스트 스위칭을 수행한다. 또한 채널 ID와 샘플카운터를 결합한 Per-Sample Nonce 모드를 도입하여 각 센서 샘플에 고유한 nonce를 부여함으로써 재전송 공격을 방지한다. DE1-SoC에서 구현한 결과, NIST SP 800-232 공식 KAT 테스트 벡터 168개에서 100% 일치를 확인하였다. 10채널 구성에서 1,847 ALM과 4개의 BRAM 메모리 블록을 사용하여 70.42 MHz 동작 주파수에서 225 Mbps의 총 처리량을 달성하였으며, 이는 채널별 전용 코어 방식 대비 약 84%의 리소스 절감 효과에 해당한다.
Sangook Moon (Sat,) studied this question.