国立標準技術研究所

アメリカ国立標準技術研究所 (NIST)

代理店概要
形成された	1901年3月3日（123年前）に国立標準局として設立され、1988年にNISTとなった。 （1901年3月3日）
本部	100 Bureau Drive ゲイザースバーグ、メリーランド州、米国 39°07′59″N 77°13′25″W / 39.13306°N 77.22361°W / 39.13306; -77.22361
従業員	約3,400 [1]
年間予算	10.3億ドル（2021年度） [2]
代理店幹部	ローリー・E・ロカシオ[3]、NIST所長、商務省標準技術担当次官
親部門	商務省
Webサイト	国立科学博物館

アメリカ国立標準技術研究所（NIST ）は、アメリカ合衆国商務省の機関であり、その使命はアメリカの技術革新と産業競争力を促進することです。NISTの活動は、ナノスケール科学技術、工学、情報技術、中性子研究、材料測定、物理測定を含む物理科学研究所プログラムに分かれています。1901年から1988年まで、この機関は国立標準局と呼ばれていました。^[4]

1781 年に植民地によって批准された連合規約には、次の内容が規定されていました 。

合衆国議会は、自らの権限または各州の権限によって鋳造される硬貨の合金と価値を規制し、合衆国全土における重量と測定の基準を定める唯一かつ排他的な権利と権力を有する。^[5]

1789年に批准されたアメリカ合衆国憲法第1条第8項は、新議会に以下の権限を与えた。「議会は、貨幣を鋳造し、貨幣および外国貨幣の価値を規制し、度量衡の基準を定める権限を有する。」^[6]

1790年1月、ジョージ・ワシントン大統領は 議会への最初の年次教書の中で、「アメリカ合衆国の通貨、度量衡の統一は非常に重要な課題であり、私はこれに適切に対処すべきだと確信している」と述べた。^[7]

1791年10月25日、ワシントンは再び議会に上訴した。

国内の度量衡の統一は憲法によって君に課せられた重要な目的の一つであり、それが不変かつ普遍的な基準から導き出されるのであれば、公共の便宜に資するだけでなく、公衆の評議会にとっても名誉あるものとなるに違いない。^[8]

1821年、ジョン・クィンシー・アダムズ大統領は 「重量と測定は、人間社会のあらゆる個人にとって生活必需品の一つである」と宣言した。^[9]しかし、米国政府が統一された基準を採用したのは1838年になってからであった。^[6]

1830年から1901年まで、度量衡の監督は、アメリカ合衆国財務省の沿岸測量局（1836年に米国沿岸測量局、1878年に米国沿岸測地測量局に改名）の一部である標準度量衡局によって行われていた。^{[10] [11] [12]}

1901年、ジェームズ・H・サザード下院議員（共和党、オハイオ州）が提案した法案に応えて、標準の度量衡を提供し、米国の国立物理学研究所として機能することを任務とする国立標準局が設立された。サザードは以前にも米国のメートル法への変換法案を提出していた。^[13]

セオドア・ルーズベルト大統領は、サミュエル・W・ストラットンを初代所長に任命しました。初年度の予算は 4 万ドルでした。局は、米国の計量標準であったキログラムとメートルの棒のコピーを保管し、米国の科学および商業ユーザー向けに計量サービスを提供するプログラムを立ち上げました。ワシントン DCに研究所が建設され、ヨーロッパの国立物理学研究所から機器が調達されました。局は、度量衡に加え、電気単位および光の測定用の機器を開発しました。1905 年に、初の「全国度量衡会議」となる会議が招集されました。

当初は純粋に計量機関として構想されたが、ハーバート・フーバー大統領の指示により、材料や製品の商用規格を開発する部署が設立された。^[13]これらの規格の一部は政府使用を目的とした製品向けであったが、製品規格は民間消費にも影響を及ぼした。一部の種類の衣類、自動車のブレーキシステムやヘッドランプ、不凍液、電気安全などの製品について品質規格が策定された。第一次世界大戦中、規格局は軍需生産に関連する複数の問題に取り組み、欧州からの供給が途絶えた際には光学ガラスを生産する独自の施設を運営した。戦争と戦争の間には、規格局のハリー・ダイアモンドがブラインドアプローチによる無線航空機着陸システムを開発した。第二次世界大戦中は軍事研究開発が行われ、無線伝搬予測方法、近接信管、当初はプロジェクト・ピジョンに使用された標準化された機体の開発、その後まもなく自律レーダー誘導のバット対艦誘導爆弾や​​キングフィッシャー魚雷搭載 ミサイル・ファミリーの開発などが行われた。

1948年、アメリカ空軍の資金援助を受けて、局はSEAC（Standards Eastern Automatic Computer）の設計と構築を開始しました。このコンピュータは、真空管とソリッドステートダイオードロジックの組み合わせを使用して、1950年5月に運用を開始しました。ほぼ同じ時期に、Standards Western Automatic ComputerがNBSのロサンゼルス事務所でハリー・ハスキーによって構築され、そこでの研究に使用されました。モバイルバージョンのDYSEACは、1954年に通信部隊向けに構築されました。

使命の変化により、「国立標準局」は1988年に「国立標準技術研究所」となった。^[10] 2001年9月11日の攻撃の後、国家建設安全チーム法（NCST）に基づき、NISTは世界貿易センタービルの崩壊に関する公式調査を実施した。2021年のサーフサイドマンションの崩壊の後、NISTは崩壊の原因を調査するために現場にエンジニアを派遣した。^[14]

2019年、NISTはNIST on a Chipというプログラムを立ち上げ、計測機器のサイズを研究室の機械からチップサイズにまで縮小しました。その用途には、航空機のテスト、ナビゲーション目的の衛星との通信、温度と圧力などがあります。^[15]

2023年、バイデン政権はAIの安全性に関する事項を調整するためにNIST内に米国AI安全研究所を設立する計画を開始した。ワシントンポスト紙によると、NISTは「資金不足と人員不足で有名」であり、この取り組みの障害となる可能性がある。^[16]

NISTは、1901年から1988年まで国立標準局（NBS）として知られていた計測標準研究所であり、米国商務省の非規制機関である国立計量標準研究所（NMI）としても知られています。研究所の公式の使命は次のとおりです。^[17]

経済の安全を強化し、生活の質を向上させる方法で計測科学、標準、技術を進歩させることにより、米国のイノベーションと産業競争力を促進します。

—  NIST

NIST の 2007年度(2006 年 10 月 1 日～2007 年 9 月 30 日)の運営予算は約 8 億 4,330 万ドルでした。NIST の 2009 年度予算は 9 億 9,200 万ドルで、アメリカ復興・再投資法の一環として 6 億 1,000 万ドルも受け取りました。^[18] NIST は約 2,900 人の科学者、エンジニア、技術者、サポートおよび管理職員を雇用しています。約 1,800 人の NIST 関係者 (米国企業および外国からの客員研究者およびエンジニア) がスタッフを補佐しています。さらに、NIST は、国内約 350 か所の関連センターで 1,400 人の製造専門家およびスタッフと提携しています。NIST は、「計量および測定装置の仕様、許容差、およびその他の技術要件」を規定する ハンドブック 44 を発行しています。

1866年の会議は、 1866年メートル法の可決を通じて、商業におけるメートル法の使用を法的に保護された活動とした。^[19] 1875年5月20日、20カ国のうち17カ国がメートル条約またはメートル条約として知られる文書に署名し、国際度量衡総会で選出された国際委員会の管理下に国際度量衡局を設立した。^[20]

NISTはメリーランド州ゲイサーズバーグに本部を置き、コロラド州ボルダーに施設を構えている。この施設は1954年にアイゼンハワー大統領 によって開設された。 ^{[21] [22] [23]} NISTの活動は、研究所プログラムと外部プログラムに分かれている。2010年10月1日付けでNISTは再編され、NIST研究所ユニットの数は10から6に削減された。^[24] NIST研究所には以下のものがある。^[25]

• 通信技術研究所（CTL）^[26]
• 工学研究所（EL）^[27]
• 情報技術研究所（ITL）^[28]
• 中性子研究センター（NCNR）^[29]
• 材料測定研究所（MML）^[30]
• 物理測定研究所（PML）^[31]

校外プログラムには以下が含まれます。

• ホリングス製造業拡張パートナーシップ（MEP）^[32]は、小規模および中規模の製造業者が雇用を創出・維持し、効率を改善し、プロセス改善を通じて無駄を最小限に抑え、革新と成長戦略によって市場浸透を高めることを支援する全国的なセンターネットワークです。
• テクノロジーイノベーションプログラム（TIP）。NISTと業界パートナーが革新的だがリスクの高いテクノロジーの初期段階の開発費用を分担する助成金プログラム。
• バルドリッジ パフォーマンス エクセレンス プログラムは、パフォーマンスとビジネスの卓越性に対する国内最高の賞であるマルコム バルドリッジ国家品質賞を管理しています。

NISTのボルダー研究所は、原子時計を備えたNIST-F1で最もよく知られています。NIST-F1は、国の公式時刻の源として機能しています。NISTは、秒を定義するセシウムの自然共鳴周波数の測定結果から、コロラド州フォートコリンズ近郊の長波ラジオ局WWVBと、ハワイ州ケカハ近郊の短波ラジオ局WWVとWWVHを通じて時刻信号を放送しています。^[33]

NIST は、中性子科学ユーザー施設であるNIST 中性子研究センター(NCNR) も運営しています。NCNR は、科学者にさまざまな中性子散乱装置へのアクセスを提供しており、科学者はこれらの装置を多くの研究分野 (材料科学、燃料電池、バイオテクノロジーなど) で利用しています。

SURF III シンクロトロン紫外線放射施設は、1961 年以来継続的に稼働しているシンクロトロン放射源です。SURF III は現在、一般光学スペクトル全体にわたる放射源ベースの放射測定の米国国家標準として機能しています。NASA 搭載のすべての極端紫外線観測機器は 1970 年代から SURF で較正されており、SURF は極端紫外線リソグラフィーのシステムの測定と特性評価に使用されています。

ナノスケール科学技術センター (CNST) は、内部研究活動とユーザーがアクセスできるクリーンルームナノ製造施設の運営の両方を通じて、ナノテクノロジーの研究を行っています。この「NanoFab」には、リソグラフィのパターン形成とイメージングのためのツール(電子顕微鏡や原子間力顕微鏡など) が装備されています。

NIST には 7 つの常設委員会があります。

• 技術ガイドライン策定委員会（TGDC）
• 地震災害軽減に関する諮問委員会(ACEHR)
• 全国建設安全チーム諮問委員会（NCST諮問委員会）
• 情報セキュリティおよびプライバシー諮問委員会 (ISPAB)
• 先端技術訪問委員会 (VCAT)
• マルコム・ボルドリッジ国家品質賞監督委員会 (MBNQA 監督委員会)
• 製造業拡張パートナーシップ全国諮問委員会 (MEPNAB)

NIST は、その使命の一環として、業界、学界、政府、およびその他のユーザーに 1,300 を超える標準参照物質(SRM) を提供しています。これらのアーティファクトは、特定の特性または成分含有量を持つものとして認定されており、測定機器および手順の較正基準、産業プロセスの品質管理ベンチマーク、および実験管理サンプルとして使用されます。

NIST は、毎年、全米度量衡会議(NCWM)の年次会議の後にハンドブック 44 を発行しています。各版は、 NCWM の仕様および許容範囲に関する委員会と NIST の度量衡部門(WMD) の協力により開発されています。この本の目的は、「度量衡法および検査方法の統一性を確保するために州と協力する」という法定責任を部分的に果たすことです。

NISTは1918年以来、現在のハンドブック44の様々な形式を出版しており、1949年に現在の名称で出版を開始しました。2010年版は、1988年の包括対外貿易競争力法で推奨されているSI（メートル法）測定単位を主に使用するという概念に準拠しています。^{[34] [35]}

NISTは、政府の建物やコンピュータシステムに不正な人物がアクセスするのを防ぐために、連邦政府職員と請負業者向けの政府全体の身分証明書の標準を開発しています。 ^[36]

2002 年、国家建設安全チーム法により、 NIST は世界貿易センタービル1 号館と 2 号館、および 47 階建ての世界貿易センタービル 7 号館の崩壊に関する調査を実施することが義務付けられました。主任調査官のシャム・サンダー氏^[37]が指揮する「世界貿易センター崩壊調査」は、WTC タワー (WTC 1 号館と 2 号館) と WTC 7 号館の崩壊の原因と考えられる要因を調査するための技術的な建物および火災安全調査を含む 3 つの側面をカバーしました。NIST はまた、改善された建物および火災の規則、基準、および慣行の技術的基礎を提供する研究開発プログラム、および建設および建築業界のリーダーが慣行、基準、および規則の提案された変更を実施するための普及および技術支援プログラムを確立しました。NIST はまた、施設所有者、請負業者、建築家、エンジニア、緊急対応者、および規制当局が将来の災害に対応できるよう、より適切に準備するための実用的なガイダンスとツールを提供しています。対応計画の調査部分は、2008年11月20日にワールドトレードセンター7号棟に関する最終報告書が発表されたことにより完了した。建物と居住者の安全性を改善するための30の勧告を含むWTCタワーに関する最終報告書は、2005年10月26日に発表された。^[38]

NIST は、選挙支援委員会の技術ガイドライン開発委員会と協力して、投票機やその他の選挙技術に関する自主投票システムガイドラインを開発しています。

2014年2月、NISTは組織がサイバーセキュリティリスクを管理・軽減するための自主的なガイダンスとなるNISTサイバーセキュリティフレームワークを公開した。 ^[39]その後修正され、バージョン1.1が2018年4月に公開された。 ^[40] 大統領令13800「連邦ネットワークと重要インフラのサイバーセキュリティの強化」により、このフレームワークは米国連邦政府機関に義務付けられた。^[39] NISTサイバーセキュリティフレームワークの拡張版が、 2019年に導入されたサイバーセキュリティ成熟度モデル（CMMC）である（CMMCの起源は大統領令13556に遡る）。^[41]

これは、ネットワーク境界上のリソースを保護することに重点を置いたゼロトラストアーキテクチャ（ZTA）の実装の重要性を強調しています。ZTAは、「決して信頼せず、常に検証する」、「侵害を想定する」、「最小権限のアクセス」などのゼロトラスト原則を利用して、ユーザー、資産、リソースを保護します。ZTAはネットワーク境界内のユーザーに対して暗黙の信頼を持たないため、デジタルトランザクションのすべての段階で認証と承認が実行されます。これにより、リソースへの不正アクセスのリスクが軽減されます。^[42]

NISTはCSF 2.0の草案を公開し、2023年11月4日までパブリックコメントを募集しました。NISTは、フレームワークを使用する中小企業により適用しやすくするとともに、サイバーセキュリティの絶えず変化する性質に対応するためにフレームワークを更新することを決定しました。^[43]

2024年8月、NISTは量子コンピュータの攻撃に耐えられるように設計された暗号化ツールの最終セットをリリースしました。これらの量子暗号標準は、機密性の高い電子メールメッセージから現代経済を推進する電子商取引取引まで、幅広い電子情報を保護します。^[44]

NIST の 4 人の科学研究者が物理学の研究でノーベル賞を受賞しています。ウィリアム ダニエル フィリップス(1997 年)、エリック アリン コーネル(2001 年)、ジョン ルイス ホール(2005 年)、デビッド ジェフリー ワインランド(2012 年) です。これは、州機関や民間部門への政府の契約を除けば、米国政府の研究所としては最多の受賞数です。4 人とも、原子時計の開発と進歩に直接関係する原子のレーザー冷却に関する研究で評価されました。2011 年、ダン シェヒトマンは、1982 年から 1984 年にかけて冶金部門で行った準結晶に関する研究でノーベル化学賞を受賞しました。さらに、ジョン ワーナー カーンが2011 年の京都材料科学賞を受賞し、 NIST の研究者カーン (1998 年) とワインランド (2007 年) がアメリカ国家科学賞を受賞しました。NBS または NIST で働いた他の著名人には、次の方々がいます。

1989年以来、NIST所長は大統領が任命し、米国上院で承認されており、^[45]その年以来、NIST所長の平均在任期間は11年から2年に短縮されました。2011年のNIST再編以来、所長は商務省標準技術担当次官の肩書も兼任しています。15人が正式にこの役職に就いています（臨時で務めた4人の代理所長に加えて）。

NISTは米国連邦政府に代わって特許を保有しており^[46]、そのうち少なくとも1つはパブリックドメインでの使用を保護するために管理されており、例えばNISTチームがDARPAのコンペティションの一環として開発したチップスケール原子時計の特許などがその例である^[47]。

2013 年 9 月、ガーディアン紙とニューヨーク タイムズ紙はともに、NIST が国家安全保障局(NSA) に、NIST 標準 SP 800-90 に、暗号的に安全な疑似乱数生成器 Dual EC DRBG を挿入することを許可したと報じました。この疑似乱数生成器には盗み見的なバックドアがあり、NSA はこのバックドアを使って、この疑似乱数生成器の将来の出力を秘密裏に予測し、データを秘密裏に復号化することができます。^[48]両紙は、^{[49] [50]} NSA が 2006 年に SP 800-90 の独自のバージョンを世界中で使用できるように秘密裏に承認するよう動いたと報じています。内部告発文書には、「最終的に NSA が唯一の編集者になった」と記されています。この報告書は、EC-DRBG に盗み見的なバックドア (おそらく NSA が標準に組み込んだもの) が含まれている可能性があるという、暗号学者が 2007 年に公に提起した疑惑と技術的根拠を裏付けています。^[51]

NIST は、この申し立てに対して、「NIST は可能な限り最強の暗号標準を公開するよう努めている」と述べ、「推奨される標準を厳格に審査するために、透明性のある公開プロセスを使用している」と述べた。 ^[52]同機関は、「標準開発プロセスと、それにおけるさまざまな組織の役割について混乱が生じている...国家安全保障局 (NSA) は、その専門知識が認められているため、NIST の暗号プロセスに参加している。NIST は、法律により NSA と協議することも義務付けられている」と述べた。^[53]表明された懸念を認識し、同機関は SP800-90 の公開に関するパブリック コメント期間を再開し、「これらの NIST 標準またはその他の NIST 標準に脆弱性が見つかった場合、暗号コミュニティと協力して、できるだけ早く対処する」と約束した。^[54]この暗号ウイルス攻撃に対する一般の懸念により、NIST は NIST SP 800-90 標準から EC-DRBG アルゴリズムを撤回した。^[55]

• 米国国立標準技術研究所の研究ジャーナルは、NIST の代表的な科学雑誌でした。1904 年から 2022 年まで発行されていました。
• 1972 年に初めて発行された「Journal of Physical and Chemical Reference Data 」は、アメリカ物理学会と国立標準技術研究所の共同事業です。

これらのジャーナルに加えて、NIST（およびその前の国立標準技術局）には強力な技術レポート出版部門があります。NISTの技術レポートは数十のシリーズで出版されており、コンピュータ技術から建設、重量、測定、参照データを含む標準化の側面まで、幅広いトピックをカバーしています。^[56]技術レポートに加えて、NISTの科学者は毎年多くのジャーナル論文や会議論文を発表しています。これらのデータベースは、より最近の技術レポートとともにNISTのWebサイトで見つけることができます。^[57]

• 寸法計測
• 法医学計測
• 量子計測
• スマート計測
• 時間計測学

ウィキソースには、国立標準技術研究所による、または国立標準技術研究所に関する原著作品があります。

ウィキメディア・コモンズには、アメリカ国立標準技術研究所に関連するメディアがあります。

• NIST のメイン Web サイト 2010 年 8 月 5 日にWayback Machineにアーカイブされました
• 連邦官報におけるNIST
• NIST 出版物ポータル
• 公式米国時間 2019年4月2日アーカイブ、Wayback Machineにて
• NIST 標準参照データ 2017 年 7 月 12 日にWayback Machineにアーカイブされました
• NIST 標準参照資料 2017 年 7 月 12 日にWayback Machineにアーカイブされました
• NIST ナノスケール科学技術センター (CNST) 2016 年 8 月 19 日にWayback Machineにアーカイブされました
• 製造拡張パートナーシップ
• NIST チップ アーカイブ済み 2020 年 12 月 13 日、Wayback Machineにて
• SIの再定義は2022年2月6日にWayback Machineにアーカイブされました
• 科学技術研究およびサービス 2022年10月3日、USAspending.govのWayback Machineアカウントにアーカイブされました
• 技術レポート アーカイブ & 画像ライブラリによってデジタル化された国立標準局の過去の技術レポートは、TRAIL によってホストされ、2017 年 5 月 25 日にアーカイブされ、Archive-Itおよびノー​​ス テキサス大学の図書館で入手できます。
• スミソニアン協会出版局、1978年、スミソニアン歴史技術研究、第40号：米国の度量衡の標準、その創設と創設者、アーサー・H・フレイザー著、2019年10月16日アーカイブ、Wayback Machineにて