변지민, 전상훈,

Vol. 35, No. 5, pp. 979-988, 10월. 2025
10.13089/JKIISC.2025.35.5.979, Full Text:
Keywords: SHA-256, parallelization, SIMD, multi-threading, Optimization
Abstract

SHA-256은 표준 암호화 해시 알고리즘으로, 가장 많은 분야에서 여러 방면으로 사용되고 있다. 하지만 SHA-256은 Merkle-Damgård구조를 기반으로 설계되어 완전한 병렬화가 어려운 한계를 가진다. 데이터 크기의 급격한 증가와 비트코인 채굴과 같은 대규모 연산 환경에서의 활용 증가에 따라, SHA-256의 성능 향상은 실용성과 활용성 측면에서 중요한 과제로 부각되고 있다. 본 연구에서는 SHA-256 알고리즘의 내부 구조를 분석하여 반복연산과 독립적인 연산 흐름을 식별하고, 이를 기반으로 SIMD(Single Instruction Multiple Data)와 멀티스레딩(Multi-threading) 기법을 적용한 병렬화 프레임워크인 PSHA-256을 제안한다. 제안된 방법에서, SIMD를 활용한 병렬화는 기존 SHA-256 대비 모든 데이터 세트에서 처리 성능 향상을 보였으며, 멀티스레딩을 적용한 경우에는 SIMD를 활용한 연구보다 높은 시간적 성능 향상을 보였다. 본 연구 결과는 향후 암호화 해시 알고리즘의 병렬화 및 최적화 연구에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

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