140 の

連邦情報処理標準( FIPS )の 140 シリーズは、暗号化モジュールの要件を規定する米国 政府の コンピューター セキュリティ 標準です。

2020年10月現在^{[アップデート]}、FIPS 140-2とFIPS 140-3は両方とも現行かつアクティブとして認められています。^[1] FIPS 140-3は、2019年3月22日にFIPS 140-2の後継として承認され、2019年9月22日に発効しました。 ^[2] FIPS 140-3のテストは2020年9月22日に開始され、少数の検証証明書が発行されています。FIPS 140-2のテストは2021年9月21日まで利用可能であり（その後、進行中の申請については2022年4月1日までに変更されました^[3]）、1年間の重複移行期間が生じます。 CMVPキューに残っているFIPS 140-2テストレポートは、その日以降も検証が認められますが、実際の最終検証日に関係なく、すべてのFIPS 140-2検証は2026年9月21日に履歴リストに移動されます。^[4]

米国国立標準技術研究所(NIST) は、米国連邦政府の部門や機関が使用するハードウェアとソフトウェアの両方のコンポーネントを含む暗号化モジュールの要件と標準を調整するために、140 出版物シリーズを発行しています。FIPS 140 は、その要件に準拠するモジュールが安全であることを保証するのに十分な条件を提供するものではなく、そのようなモジュールを使用して構築されたシステムが安全であることを保証するものではありません。要件は、暗号化モジュール自体だけでなく、そのドキュメントや (最高のセキュリティ レベルでは) ソース コードに含まれるコメントの一部の側面も対象としています。

暗号化モジュールを実装したいユーザー機関は、使用しているモジュールが既存の検証証明書の対象になっていることを確認する必要があります。FIPS 140-1 および FIPS 140-2 検証証明書には、正確なモジュール名、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、および/またはアプレットのバージョン番号が指定されています。レベル 2 以上では、検証が適用されるオペレーティング プラットフォームも記載されています。ベンダーは必ずしもベースライン検証を維持しているわけではありません。

暗号モジュール検証プログラム(CMVP) は、米国政府の国立標準技術研究所(NIST) のコンピュータ セキュリティ部門とカナダ政府の通信セキュリティ機関(CSE) が共同で運営しています。米国政府は、すべての非機密の暗号化用途において、検証済みの暗号モジュールの使用を義務付けています。カナダ政府は、同政府省庁の非機密のアプリケーションにおいて、FIPS 140 検証済みの暗号モジュールの使用も推奨しています。

FIPS 140-2 では、単に「レベル 1」から「レベル 4」までと名付けられた 4 つのセキュリティ レベルが定義されています。特定のアプリケーションに必要なセキュリティ レベルは詳細には指定されていません。

• FIPS 140-2 レベル 1 は最も低く、非常に限定された要件を課します。大まかに言えば、すべてのコンポーネントは「製品レベル」である必要があり、さまざまな重大なセキュリティ上の問題が存在してはなりません。
• FIPS 140-2 レベル 2 では、物理的な改ざん防止とロールベースの認証の要件が追加されています。
• FIPS 140-2 レベル 3 では、物理的な改ざん防止 (攻撃者がモジュールに含まれる機密情報にアクセスすることを困難にする) と ID ベースの認証の要件が追加され、さらに「重要なセキュリティ パラメータ」がモジュールに出入りするインターフェイスとその他のインターフェイス間の物理的または論理的な分離の要件も追加されています。
• FIPS 140-2 レベル 4 では、物理的なセキュリティ要件がより厳しくなり、環境攻撃に対する堅牢性が求められます。

指定されたレベルに加えて、仕様のセクション 4.1.1 では、差分電力分析など、軽減が必要となる可能性のある追加の攻撃について説明しています。製品にこれらの攻撃に対する対策が含まれている場合、それらは文書化およびテストされる必要がありますが、特定のレベルを達成するために保護は必須ではありません。したがって、FIPS 140-2 に対する批判は、この標準ではモジュールが改ざん防止および/または改ざん防止機能を持つことが示唆されているにもかかわらず、モジュールにはキーを簡単に抽出できるサイド チャネルの脆弱性が許可されているため、レベル 2 以上ではセキュリティに関する誤った認識を与えるというものです。

FIPS 140 では、11 の異なる領域で要件が課せられます。

• 暗号モジュール仕様（文書化する必要があるもの）
• 暗号化モジュールのポートとインターフェース（どのような情報が流入し流出するか、どのように分離する必要があるか）
• 役割、サービス、認証（モジュールで誰が何を実行できるか、またそれがどのようにチェックされるか）
• 有限状態モデル(モジュールが取り得る高レベルの状態と遷移の発生方法のドキュメント)
• 物理的セキュリティ（改ざん防止と耐性、過酷な環境条件に対する堅牢性）
• 動作環境（モジュールが使用するオペレーティング システムの種類と、モジュールが使用されるオペレーティング システムの種類）
• 暗号鍵管理（鍵の生成、入力、出力、保管、破棄）
• 電磁干渉/電磁場
• セルフテスト（何をいつテストする必要があるか、テストが失敗した場合に何をしなければならないか）
• 設計保証（モジュールが適切に設計され実装されていることを示すために提供する必要があるドキュメント）
• その他の攻撃の軽減（モジュールが、たとえばTEMPEST攻撃を軽減するように設計されている場合、そのドキュメントにその方法を記載する必要があります）

1994年1月11日に発行され、2002年5月25日に撤回されたFIPS 140-1 ^[5]は、暗号化機器のベンダーとユーザーで構成される政府と業界のワーキンググループによって開発されました。このグループは、上記の4つの「セキュリティレベル」と11の「要件領域」を特定し、各レベルの各領域の要件を指定しました。

2001年5月25日に発行されたFIPS 140-2は、1994年以降の利用可能な技術と公式標準の変更、およびベンダー、テスター、ユーザーコミュニティから寄せられたコメントを考慮に入れています。これは、2006年3月1日に発行された国際標準ISO / IEC 19790 :2006暗号化モジュールのセキュリティ要件の主な入力文書でした。NISTは、FIPS 140-1からFIPS 140-2への重要な変更を概説した特別出版物800-29を発行しました。^[6]

2019年3月22日に発行され、2019年5月に発表された^[7] FIPS 140-3は現在、FIPS 140-2に取って代わる重複移行期間にあり、NISTガイダンスを2つの国際標準文書、ISO / IEC 19790:2012(E)情報技術 - セキュリティ技術 - 暗号モジュールのセキュリティ要件とISO / IEC 24759:2017(E)情報技術 - セキュリティ技術 - 暗号モジュールのテスト要件に沿って調整しています。 FIPS 140-3規格の最初のドラフトバージョン^[8]では、NISTは新しいソフトウェアセキュリティセクション、1つの追加の保証レベル（レベル5）、および新しいSimple Power Analysis（SPA）およびDifferential Power Analysis（DPA）要件を導入しました。 ただし、2009年9月11日に発行されたドラフトでは、セキュリティレベルが4つに戻り、ソフトウェアのセキュリティレベルがレベル1と2に制限されています。

検証プロセスの設定方法により、ソフトウェアベンダーは、ソフトウェアにどんなに小さな変更があっても、FIPS 検証済みモジュールを再検証する必要があります。この再検証は、明らかなバグやセキュリティ修正の場合でも必要です。検証はコストのかかるプロセスであるため、ソフトウェアベンダーはソフトウェアの変更を延期するインセンティブが生まれ、次の検証までソフトウェアがセキュリティ更新を受け取れなくなる可能性があります。その結果、検証済みのソフトウェアは、検証されていない同等のソフトウェアよりも安全性が低くなる可能性があります。^[9]

この批判に対して、最近では一部の業界専門家が反論し、ベンダーに検証範囲を狭める責任があるとしています。再検証の取り組みのほとんどは、コア暗号操作以​​外のバグやセキュリティ修正によって引き起こされるため、適切にスコープ設定された検証は、前述の一般的な再検証の対象にはなりません。^[10]

• 共通基準
• 140-2 の認証
• 140-3 の要件
• 国際標準化機構(ISO) 19790
• カテゴリ: コンピュータセキュリティ標準
• カテゴリ: 暗号化標準

• 「連邦情報処理標準 (FIPS) 出版物」。NIST。2013 年 2 月 5 日。2013 年 5 月 18 日に取得。
• 「検証済みの FIPS 140-1 および FIPS 140-2 暗号化モジュール」。NIST。2013 年 5 月 17 日。2014 年 12 月 26 日にオリジナルからアーカイブ。2013年 5 月 18 日に取得。