140-2 の認証

連邦情報処理標準出版物140-2（FIPS PUB 140-2）^{[1] [2]は、}暗号モジュールを承認するために使用される米国 政府の コンピュータセキュリティ 標準です。タイトルは「暗号モジュールのセキュリティ要件」です。最初の発行は2001年5月25日で、最終更新は2002年12月3日です。

後継のFIPS 140-3は2019年3月22日に承認され、2019年9月22日に発効しました。 ^[3] FIPS 140-3のテストは2020年9月22日に開始され、最初のFIPS 140-3検証証明書は2022年12月に発行されました。^[4] FIPS 140-2のテストは2021年9月21日まで利用可能でしたが（その後、すでに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^[5]）、1年以上の重複した移行期間が生じました。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付与されますが、すべてのFIPS 140-2検証は、実際の最終検証日に関わらず、2026年9月21日に履歴リストに移動されます。^[6]

米国国立標準技術研究所(NIST) は、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、 FIPS 140出版物シリーズを発行しました。セキュリティ システム内の暗号化モジュールの保護は、モジュールによって保護される情報の機密性と整合性を維持するために必要です。この標準は、暗号化モジュールによって満たされるセキュリティ要件を規定しています。この標準は、さまざまな潜在的なアプリケーションと環境をカバーすることを目的とした、セキュリティの質的レベルを 4 つ提供します。セキュリティ要件は、暗号化モジュールの安全な設計と実装に関連する領域をカバーしています。これらの領域には、暗号化モジュールの仕様、暗号化モジュールのポートとインターフェイス、役割、サービス、および認証、有限状態モデル、物理的セキュリティ、運用環境、暗号化キー管理、電磁干渉/電磁両立性 (EMI/EMC)、自己テスト、設計保証、およびその他の攻撃の緩和が含まれます。^[7]

連邦政府機関および省庁は、使用中のモジュールが、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を指定する既存の FIPS 140-1 または FIPS 140-2 証明書の対象になっていることを検証できます。暗号化モジュールは、米国政府およびその他の規制産業 (金融機関や医療機関など) が機密情報 (SBU) の収集、保存、転送、共有、配布に使用するために、民間部門またはオープン ソース コミュニティによって作成されています。商用暗号化モジュールは、一般にハードウェア セキュリティ モジュール(HSM)とも呼ばれます。

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。

セキュリティ レベル 1 は、最も低いレベルのセキュリティを提供します。暗号化モジュールには、基本的なセキュリティ要件が指定されています (たとえば、少なくとも 1 つの承認済みアルゴリズムまたは承認済みセキュリティ機能を使用する必要があります)。セキュリティ レベル 1 暗号化モジュールでは、生産グレードのコンポーネントの基本要件を超える特定の物理的なセキュリティ メカニズムは必要ありません。セキュリティ レベル 1 暗号化モジュールの例としては、パーソナル コンピュータ (PC) の暗号化ボードがあります。

セキュリティ レベル 2 では、改ざんの証拠を示す機能 (モジュール内のプレーンテキストの暗号化キーや重要なセキュリティパラメータ (CSP) に物理的にアクセスするには破壊する必要がある改ざん防止コーティングやシール、または不正な物理的アクセスから保護するためのカバーやドアのピッキング防止ロックなど) を要求することで、セキュリティ レベル 1 の暗号化モジュールの物理的なセキュリティ メカニズムが強化されています。

セキュリティ レベル 2 で要求される改ざん防止の物理的セキュリティ メカニズムに加えて、セキュリティ レベル 3 では、侵入者が暗号モジュール内に保持されている CSP にアクセスするのを防止します。セキュリティ レベル 3 で要求される物理的セキュリティ メカニズムは、暗号モジュールへの物理的なアクセス、使用、または変更の試みを高い確率で検出して対応することを目的としています。物理的セキュリティ メカニズムには、強力なエンクロージャの使用や、暗号モジュールの取り外し可能なカバー/ドアが開かれたときにすべてのプレーンテキスト CSP をゼロにする改ざん検出/対応回路が含まれる場合があります。

セキュリティ レベル 4 は、最高レベルのセキュリティを提供します。このセキュリティ レベルでは、物理セキュリティ メカニズムによって、すべての不正な物理アクセス試行を検出して対処することを目的として、暗号モジュールの周囲に完全な保護エンベロープが提供されます。暗号モジュール エンクロージャへのあらゆる方向からの侵入は、検出される可能性が非常に高く、すべてのプレーンテキスト CSP が即座に削除されます。

セキュリティ レベル 4 の暗号化モジュールは、物理的に保護されていない環境での操作に便利です。セキュリティ レベル 4 は、環境条件や電圧および温度のモジュールの通常の動作範囲外の変動によるセキュリティ侵害から暗号化モジュールを保護します。攻撃者は、通常の動作範囲を意図的に超えて、暗号化モジュールの防御を妨害する可能性があります。暗号化モジュールには、変動を検出して CSP を削除するように設計された特別な環境保護機能が含まれているか、厳格な環境障害テストを受けて、モジュールのセキュリティを侵害するような通常の動作範囲外の変動の影響を受けないことを合理的に保証する必要があります。

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リストされます。ベンダーは必ずしもベースライン検証を維持するとは限りません。

FIPS 140-2は、カナダ政府のためにNISTと通信セキュリティ機関（CSE）の共同作業として暗号モジュール検証プログラム（CMVP）を確立します。

NIST と CSE が監督するセキュリティ プログラムは、セキュリティ評価ツール、技術、サービス、およびテスト、評価、検証のサポート プログラムを開発、管理、促進することで、政府や業界と連携してより安全なシステムとネットワークを確立することに重点を置いています。また、セキュリティ メトリック、セキュリティ評価基準、評価方法、テスト、テスト方法の開発と保守、ラボ認定のためのセキュリティ固有の基準、評価およびテスト済み製品の使用に関するガイダンス、保証方法とシステム全体のセキュリティおよび評価方法に対処するための調査、セキュリティ プロトコル検証活動、自主的な業界標準化団体やその他の評価体制の評価関連活動との適切な調整などの分野に取り組んでいます。

FIPS 140-2 規格は、機密情報ではないが機密扱いではない (SBU) 情報を収集、保存、転送、共有、配布する政府機関や規制産業 (金融機関や医療機関など) で使用するために製品の認定を求める民間ベンダーが製造する暗号化モジュールの情報技術セキュリティ承認プログラムです。

改ざん防止 FIPS 140-2 セキュリティ ラベルは、モジュールの改ざんを阻止および検出するために使用されます。

CMVPに基づくすべてのテストは、国家自主試験所認定プログラム（NVLAP）^{[9 ]によって暗号モジュール試験所[8]}として認定された第三者試験所によって行われます。検証テストに関心のあるベンダーは、21の認定試験所のいずれかを選択できます。

NVLAP 認定の暗号モジュール試験機関は、暗号モジュールの検証試験を実施します。^{[10] [11]}暗号モジュールは、FIPS PUB 140–2、暗号モジュールのセキュリティ要件に記載されている要件に照らして試験されます。セキュリティ要件は、暗号モジュールの設計と実装に関連する 11 の領域をカバーしています。ほとんどの領域では、満たされている要件に応じて、暗号モジュールにセキュリティ レベルの評価 (最低から​​最高までの 1～4) が与えられます。異なるレベルのセキュリティが提供されていない他の領域では、暗号モジュールには、その領域のすべての要件が満たされていることを反映した評価が与えられます。

暗号モジュールには、次のような総合評価が与えられます。

1. レベルのある地域で受けた独立評価の最低値、および
2. 他の分野におけるすべての要件を満たすこと。

ベンダーの検証証明書には、全体的な評価だけでなく、個別の評価も記載されています。

NISTは、すべての暗号標準テストプログラム（過去および現在）の検証リスト^[12]を維持しています。これらのリストはすべて、新しいモジュール/実装がNISTおよびCSEから検証証明書を受け取るたびに更新されます。FIPS 140-1およびFIPS 140-2検証リストの項目は、アルゴリズム検証リストに表示される検証済みアルゴリズム実装を参照します。

暗号化ソリューションが FIPS 140-2 に準拠するには、有効な暗号化モジュールを使用することに加えて、FIPS 140-2 付録 A で規定された承認済みアルゴリズムまたはセキュリティ機能を備えた暗号スイートを使用する必要があります。

FIPS PUB 140-2 付録:

• 付録A: 承認されたセキュリティ機能（2021年10月12日草案）
• 付録 B: 承認された保護プロファイル (2019 年 6 月 10 日草案)
• 付録C: 承認された乱数生成器 (2021年10月12日草案)
• 付録D: 承認された主要な確立手法 (2021年10月12日草案)

Steven Marquess 氏は、FIPS 140-2 の検証によって、脆弱性やその他の欠陥を隠蔽する動機が生まれる可能性があるという批判を投稿しました。CMVP は、脆弱性が見つかったソフトウェアの認証を取り消すことができますが、欠陥が見つかった場合、ソフトウェアの再認証に 1 年かかることがあるため、企業は認証済みの製品を出荷できない状態になることがあります。例として、Steven Marquess 氏は、OpenSSL の FIPS 認証済みオープンソース派生製品で発見され、公表され、修正された脆弱性について言及しています。この公表により、OpenSSL 派生製品は認証を取り消されました。この認証取り消しは、OpenSSL 派生製品の FIPS 認証に依存していた企業に損害を与えました。対照的に、オープンソース OpenSSL 派生製品のコピーを改名して認証した企業は、基本的に同一であり、脆弱性を修正していなかったにもかかわらず、認証を取り消されませんでした。スティーブン・マルケスは、FIPSプロセスはソフトウェアの起源を隠蔽し、オリジナルで発見された欠陥との関連性を失わせる一方で、認証されたコピーを脆弱なままにしてしまう可能性があると主張している。^[13]

近年、CMVPはMarquessが説明した状況を回避するための措置を講じ、出所ではなくモジュールに含まれるアルゴリズムと機能に基づいて検証を履歴リストに移行しました。^[14]

• 共通基準
• 暗号シュレッディング
• 140 の
• 140-3 の認証
• 改ざん防止

• 「FIPS PUB 140-2」(PDF) . NIST . 2002 年 12 月 3 日. 2017 年3 月 31 日閲覧.
• 「FIPS PUB 140-2 - 2001 年 11 月 15 日に発効」。NIST。2013 年 5 月 1 日。2013年5 月 18 日に閲覧。
• 「FIPS 検証」。Mozilla。2011年 11 月 16 日。2013年5 月 18日閲覧。
• 「 OpenSSLと FIPS 140-2」。OpenSSL。2013年 2 月 21 日。2013 年5 月 18 日閲覧。
• 「OpenFIPS プロジェクト」。axiomasec.com。2013年5 月 18 日閲覧。
• 「一般フロー FIPS 140-2 検証テスト」。jtsec。2011 年 11 月 16 日。2018 年3 月 24 日閲覧。