Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
АҚШ үкіметі криптографиялық стандарты
U. S. government cryptographic standard
Federal Information Processing Standard Publication 140 2, (FIPS PUB 140 2) – АҚШ үкіметінің компьютерлік қауіпсіздік стандарты, криптографиялық модульдерді мақұлдау үшін қолданылады. Атауы – Криптографиялық модульдерге қойылатын қауіпсіздік талаптары. Алғаш рет 2001 жылдың 25 мамырында жарияланған, соңғы рет 2002 жылдың 3 желтоқсанында жаңартылған. Оның ізбасары FIPS 140 3 2019 жылдың 22 наурызында мақұлданып, 2019 жылдың 22 қыркүйегінде күшіне енді. FIPS 140 3 сынағы 2020 жылдың 22 қыркүйегінде басталды, ал алғашқы FIPS 140 3 растау сертификаттары 2022 жылдың желтоқсан айында шығарылды. FIPS 140 2 сынағы 2021 жылдың 21 қыркүйегіне дейін қолжетімді болды (кейіннен жолға қойылған өтініштер үшін 2022 жылдың 1 сәуіріне дейін өзгертілді), бұл бір жылдан астам ауысу кезеңін құрады. CMVP кезектерін қалған FIPS 140 2 сынақ есептері осы күннен кейін де расталады, бірақ барлық FIPS 140 2 растаулары олардың нақты соңғы растау күніне қарамастан 2026 жылдың 21 қыркүйегінде Тарихи тізімге көшіріледі.
The Federal Information Processing Standard Publication 140 2, (FIPS PUB 140 2), is a U. S. government computer security standard used to approve cryptographic modules. The title is Security Requirements for Cryptographic Modules. Initial publication was on May 25, 2001, and was last updated December 3, 2002. Its successor, FIPS 140 3, was approved on March 22, 2019, and became effective on September 22, 2019. FIPS 140 3 testing began on September 22, 2020, and the first FIPS 140 3 validation certificates were issued in December 2022. FIPS 140 2 testing was still available until September 21, 2021 (later changed for applications already in progress to April 1, 2022), creating an overlapping transition period of more than one year. FIPS 140 2 test reports that remain in the CMVP queue will still be granted validations after that date, but all FIPS 140 2 validations will be moved to the Historical List on September 21, 2026 regardless of their actual final validation date.
Мақсаты
Ұлттық стандарттар және технология институты (NIST) аппараттық және бағдарламалық компоненттерді қамтитын криптографиялық модульдерге қатысты талаптар мен стандарттарды үйлестіру мақсатында FIPS 140 жарияланымдар сериясын шығарды. Қауіпсіздік жүйесіндегі криптографиялық модульді қорғау, модульмен қорғалатын ақпараттың құпиялылығы мен толықтығын сақтау үшін қажет. Бұл стандарт криптографиялық модульдің орындауы тиіс қауіпсіздік талаптарын белгілейді. Стандартта әртүрлі қолданыстар мен орталарға арналған, сапалық тұрғыдан төрт деңгейлі қауіпсіздік қарастырылған. Қауіпсіздік талаптары криптографиялық модульдің қауіпсіз жобалануы және іске асырылуымен байланысты салаларды қамтиды. Бұл салаларға криптографиялық модультің сипаттамасы; криптографиялық модульдің порттары мен интерфейстері; рөлдер, қызметтер және аутентификация; дискреттік күй моделі; физикалық қауіпсіздік; жұмыс ортасы; криптографиялық кілтті басқару; электромагниттік кедергілер/электромагниттік үйлесімділік (EMI/EMC); өзін-өзі тексеру; жобалаудың сенімділігі; және басқа шабуылдарды жеңілдету кіреді. Федералдық агенттіктер мен ведомстволар қолданыстағы модульдің FIPS 140 1 немесе FIPS 140 2 сертификатымен қамтылғанын тексеруге болады, онда модульдің нақты атауы, аппараттық, бағдарламалық қамтамасыз ету, микрокод және/немесе апплет нұсқалары көрсетіледі. Криптографиялық модульдер жеке сектор немесе ашық кодты қауымдастықтар тарапынан АҚШ үкіметі және басқа да реттелген салалар (мысалы, қаржы және денсаулық сақтау ұйымдары) үшін құпия емес (SBU) ақпаратты жинау, сақтау, беру, бөлісу және тарату мақсатында жасалады. Коммерциялық криптографиялық модульді әдетте аппараттық қауіпсіздік модулі (ХСМ) деп те атайды.
The National Institute of Standards and Technology (NIST) issued the FIPS 140 Publication Series to coordinate the requirements and standards for cryptography modules that include both hardware and software components. Protection of a cryptographic module within a security system is necessary to maintain the confidentiality and integrity of the information protected by the module. This standard specifies the security requirements that will be satisfied by a cryptographic module. The standard provides four increasing qualitative levels of security intended to cover a wide range of potential applications and environments. The security requirements cover areas related to the secure design and implementation of a cryptographic module. These areas include cryptographic module specification; cryptographic module ports and interfaces; roles, services, and authentication; finite state model; physical security; operational environment; cryptographic key management; electromagnetic interference/electromagnetic compatibility (EMI/EMC); self tests; design assurance; and mitigation of other attacks. Federal agencies and departments can validate that the module in use is covered by an existing FIPS 140 1 or FIPS 140 2 certificate that specifies the exact module name, hardware, software, firmware, and/or applet version numbers. The cryptographic modules are produced by the private sector or open source communities for use by the U. S. government and other regulated industries (such as financial and health care institutions) that collect, store, transfer, share and disseminate sensitive but unclassified (SBU) information. A commercial cryptographic module is also commonly referred to as a hardware security module (HSM).
Қауіпсіздік деңгейлері
FIPS 140-2 қауіпсіздіктің төрт деңгейін анықтайды, жай ғана "1-деңгей" дей тұрғаннан "4-деңгей" дейін. Ол нақты қолданба үшін қандай деңгейдегі қауіпсіздік қажет екенін толыққанды көрсетпейді.
FIPS 140 2 defines four levels of security, simply named "Level 1" to "Level 4". It does not specify in detail what level of security is required by any particular application.
1-деңгей
Қауіпсіздік деңгейі 1 қауіпсіздіктің ең төменгі деңгейін ұсынады. Криптографиялық модуль үшін негізгі қауіпсіздік талаптары белгіленген (мысалы, кем дегенде бір мақұлданған алгоритм немесе мақұлданған қауіпсіздік функциясы қолданылуы керек). Қауіпсіздік деңгейі 1 криптографиялық модулінде өндіріс сапасындағы компоненттерге қойылатын негізгі талаптан басқа, арнайы физикалық қауіпсіздік шаралары қажет емес. Қауіпсіздік деңгейі 1 криптографиялық модулінің мысалы – жеке компьютердің (PC) шифрлау тақтасы.
Security Level 1 provides the lowest level of security. Basic security requirements are specified for a cryptographic module (e. g., at least one Approved algorithm or Approved security function shall be used). No specific physical security mechanisms are required in a Security Level 1 cryptographic module beyond the basic requirement for production grade components. An example of a Security Level 1 cryptographic module is a personal computer (PC) encryption board.
2-деңгей
Қауіпсіздік деңгейі 2, қауіпсіздік деңгейі 1 криптографиялық модулінің физикалық қауіпсіздік механизмдерін күшейтеді, бұл үшін құрылғыға қол сұғылғанын анықтайтын мүмкіндіктер қажет, соның ішінде жабыншалар немесе модульдегі ашық кілттер мен маңызды қауіпсіздік параметрлеріне (CSP) физикалық қол жеткізу үшін бұзуға болатын пломбалар, немесе рұқсатсыз физикалық қол жеткізуден қорғау үшін қақпақтар мен есіктерге орнатылған құлыптарды таңдау талап етіледі.
Security Level 2 improves upon the physical security mechanisms of a Security Level 1 cryptographic module by requiring features that show evidence of tampering, including tamper evident coatings or seals that must be broken to attain physical access to the plaintext cryptographic keys and critical security parameters (CSPs) within the module, or pick resistant locks on covers or doors to protect against unauthorized physical access.
3-деңгей
Қауіпсіздік деңгейі 2-де қажетті физикалық қауіпсіздік механизмдеріне қоса, қауіпсіздік деңгейі 3 криптографиялық модульде сақталған CSP-ға қол жеткізуге тырысқан шабуылшының алдын алуға бағытталған. 3-деңгейдегі физикалық қауіпсіздік тетіктері криптографиялық модульге физикалық түрде қол жеткізу, оны пайдалану немесе өзгерту әрекеттерін анықтау және оларға ден қою мүмкіндігінің жоғары болуын қамтамасыз етуге арналған. Физикалық қауіпсіздік механизмдеріне берік корпус пен, криптографиялық модульдің алынып тасталатын қақпақтары/есіктері ашылған жағдайда, барлық қарапайым мәтінді CSP-ларды нөлге теңейтін, бұзушылықты анықтау/қарсы әрекет жүргізу тізбектері кіруі мүмкін.
In addition to the tamper evident physical security mechanisms required at Security Level 2, Security Level 3 attempts to prevent the intruder from gaining access to CSPs held within the cryptographic module. Physical security mechanisms required at Security Level 3 are intended to have a high probability of detecting and responding to attempts at physical access, use or modification of the cryptographic module. The physical security mechanisms may include the use of strong enclosures and tamper detection/response circuitry that zeroes all plaintext CSPs when the removable covers/doors of the cryptographic module are opened.
4-деңгей
4-ші қауіпсіздік деңгейі қауіпсіздіктің ең жоғары деңгейін қамтамасыз етеді. Осы деңгейде физикалық қауіпсіздік механизмдері криптографиялық модульді толық қоршап, оған рұқсатсыз физикалық қолжетімділікке жасалған барлық әрекеттерді анықтап, оларға ден қоюға бағытталған қорғауды ұсынады. Криптографиялық модульдің корпусына кез келген бағыттан ену әсерінің анықталу ықтималдығы өте жоғары, нәтижесінде барлық ашық мәтінді CSP дереу жойылады. 4-ші қауіпсіздік деңгейіне ие криптографиялық модульдер физикалық қорғаусыз ортада жұмыс істеуге қолайлы. 4-ші қауіпсіздік деңгейі модульді қоршаған ортаның жағдайларына немесе модульдің қалыпты жұмыс істеу диапазонынан тыс кернеу мен температураның ауытқуларына байланысты қауіпсіздік бұзылуынан да қорғайды. Шабуылшы криптографиялық модульдің қорғанысын жеңу үшін қасақана түрде қалыпты жұмыс істеу диапазонынан тыс әрекеттер жасауы мүмкін. Криптографиялық модуль ауытқуларды анықтап, CSP-лерді жоюға арналған арнайы қоршаған ортаны қорғау мүмкіндіктерін қамтуы керек немесе модульдің қауіпсіздігіне қауіп төндіретін қалыпты жұмыс істеу диапазонынан тыс ауытқулардың модульге әсер етпейтініне сенімділікті қамтамасыз ету үшін қатаң экологиялық сынақтан өтуі керек.
Security Level 4 provides the highest level of security. At this security level, the physical security mechanisms provide a complete envelope of protection around the cryptographic module with the intent of detecting and responding to all unauthorized attempts at physical access. Penetration of the cryptographic module enclosure from any direction has a very high probability of being detected, resulting in the immediate deletion of all plaintext CSPs. Security Level 4 cryptographic modules are useful for operation in physically unprotected environments. Security Level 4 also protects a cryptographic module against a security compromise due to environmental conditions or fluctuations outside of the module's normal operating ranges for voltage and temperature. Intentional excursions beyond the normal operating ranges may be used by an attacker to thwart a cryptographic module's defenses. A cryptographic module is required to either include special environmental protection features designed to detect fluctuations and delete CSPs, or to undergo rigorous environmental failure testing to provide a reasonable assurance that the module will not be affected by fluctuations outside of the normal operating range in a manner that can compromise the security of the module.
Операциялық платформа
2-ші және одан жоғары деңгейлер үшін, растауға қолданылатын операциялық платформа да көрсетіледі. Сатушылар әрқашан негізгі растауларын сақтап тұрмайды.
For Levels 2 and higher, the operating platform upon which the validation is applicable is also listed. Vendors do not always maintain their baseline validations.
FIPS 140-2 осы бағдарламадағы сынақ
FIPS 140-2 стандарты – құпия емес сезімтал ақпаратты (SBU) жинап, сақтайтын, беруге жіберуге, бөлісетін және тарататын мемлекеттік органдарда және реттелген салаларда (мысалы, қаржы және денсаулық сақтау ұйымдарында) пайдалану үшін өнімдерін сертификаттауға тырысатын жеке сектордың сатушылары жасаған криптографиялық модульдерге қатысты ақпараттық технологиялар қауіпсіздігін мақұлдау бағдарламасы. Модульдерге қол сұғылмауын қамтамасыз ету және бұзу оқиғаларын анықтау үшін FIPS 140-2 қауіпсіздік таңбалары қолданылады.
The FIPS 140 2 standard is an information technology security approval program for cryptographic modules produced by private sector vendors who seek to have their products certified for use in government departments and regulated industries (such as financial and health care institutions) that collect, store, transfer, share and disseminate sensitive but unclassified (SBU) information. Tamper evident FIPS 140 2 security labels are utilized to deter and detect tampering of modules.
Сынауларды жүргізетін зертханалар
CMVP аясындағы барлық сынақтарды Ұлттық ерікті зертханаларды аккредиттеу бағдарламасы (NVLAP) арқылы криптографиялық модульдерді сынау зертханалары ретінде аккредиттелген үшінші тарап зертханалары жүргізеді. Валидациялық сынақтарға қызығушылық танытқан сатушылар жиырма бір аккредиттелген зертхананың кез келгенін таңдай алады. NVLAP аккредиттелген криптографиялық модульдерді сынау зертханалары криптографиялық модульдердің валидациялық сынақтарын жүргізеді. Криптографиялық модульдер FIPS PUB 140–2, Криптографиялық модульдерге қойылатын қауіпсіздік талаптары құжатында келтірілген талаптарға сәйкес сыналады. Қауіпсіздік талаптары криптографиялық модульдің жобалануы және іске асырылуымен байланысты 11 саланы қамтиды. Көптеген салаларда криптографиялық модульге оның қандай талаптарды орындауына байланысты қауіпсіздік деңгейінің рейтингі (1–4, ең төменгіден ең жоғарыға дейін) беріледі. Басқа салаларда, мұндай деңгейлер қарастырылмаса, криптографиялық модульге осы саладағы барлық талаптар орындалғанын көрсететін рейтинг беріледі.
All of the tests under the CMVP are handled by third party laboratories that are accredited as Cryptographic Module Testing laboratories by the National Voluntary Laboratory Accreditation Program (NVLAP). Vendors interested in validation testing may select any of the twenty one accredited labs. NVLAP accredited Cryptographic Modules Testing laboratories perform validation testing of cryptographic modules. Cryptographic modules are tested against requirements found in FIPS PUB 140–2, Security Requirements for Cryptographic Modules. Security requirements cover 11 areas related to the design and implementation of a cryptographic module. Within most areas, a cryptographic module receives a security level rating (1–4, from lowest to highest), depending on what requirements are met. For other areas that do not provide for different levels of security, a cryptographic module receives a rating that reflects fulfillment of all of the requirements for that area.
Қалыптылық
Жарамды криптографиялық модульді пайдаланудан басқа, FIPS 140-2 стандатына сәйкес болу үшін шифрлау шешімдері FIPS 140-2 стандартының А қосымшасында белгіленген мақұлданған алгоритмдерді немесе қауіпсіздік функцияларын қолданатын шифрлау жиынтықтарын пайдалануы тиіс.
In addition to using a valid cryptographic module, encryption solutions are required to use cipher suites with approved algorithms or security functions established by the FIPS 140 2 Annex A to be considered FIPS 140 2 compliant.
Қабылдау
Стивен Маркиз FIPS 140 2 сертификаттаудың осалдықтар мен басқа да кемшіліктерді жасыруға түрткі болуы мүмкін деген сын айтты. CMVP осалдықтары анықталған бағдарламаны сертификаттаудан шығарады, бірақ кемшіліктер табылып, бағдарламаны қайта сертификаттауға бір жылға дейін уақыт кетсе, компаниялар сертификатталған өнімді шығара алмай қалуы мүмкін. Мысал ретінде, Стивен Маркиз OpenSSL-дің FIPS сертификатталған ашық кодты туындысында табылған, жарияланған және түзетілген осалдықты атап көрсетті, оның жариялануы OpenSSL туындысының сертификатталуын тоқтатуға әкелді. Бұл сертификаттан бас тарту OpenSSL туындысының FIPS сертификатына сенеген компанияларға зиян келтірді. Керісінше, OpenSSL-дің көшірмесін қайта атап, сертификаттаған компаниялар, тіпті олар негізінен бірдей болса да, сертификаттарын жойған жоқ және сол осалдықты түзетпеді. Стивен Маркиз, демек, FIPS процесі бағдарламалық құралдың бастауын жасыруға, оны түпнұсқада табылған кемшіліктерден ажыратуға ынталандырады, соның салдарынан сертификатталған көшірме осал қалуы мүмкін деп санайды. Соңғы жылдары CMVP Маркиз сипаттаған жағдайды болдырмау үшін шаралар қолданып, растамаларды модульдегі алгоритмдер мен функцияларға негізделген тарихи тізімге көшірді, бастау тегіне емес.
Steven Marquess has posted a criticism that FIPS 140 2 validation can lead to incentives to keep vulnerabilities and other defects hidden. CMVP can decertify software in which vulnerabilities are found, but it can take a year to re certify software if defects are found, so companies can be left without a certified product to ship. As an example, Steven Marquess mentions a vulnerability that was found, publicised, and fixed in the FIPS certified open source derivative of OpenSSL, with the publication meaning that the OpenSSL derivative was decertified. This decertification hurt companies relying on the OpenSSL derivative's FIPS certification. By contrast, companies that had renamed and certified a copy of the open source OpenSSL derivative were not decertified, even though they were basically identical, and did not fix the vulnerability. Steven Marquess therefore argues that the FIPS process inadvertently encourages hiding software's origins, to de associate it from defects since found in the original, while potentially leaving the certified copy vulnerable. In recent years, CMVP has taken steps to avoid the situation described by Marquess, moving validations to the Historical List based on the algorithms and functions contained in the module, rather than based on the provenance.