第七章 美國加密法規研析
第一節 美國加密法規介紹
「 聯 邦 資 訊 安 全 管 理 法 」（Federal Information. Security Management Act, FISMA）是美國於 2002 年立法通過的電子政府法案的一部分，該法案要求美國 聯 邦 行 政 機 構 在 資 訊 方 面 提 供 資 訊 安 全 。「 聯 邦 資 訊 處 理 標 準 」（Federal Information Processing Standards, FIPS） 是 「 美 國 國 家 標 準 與 技 術 研 究 院 」
（National Institute of Science and Technology, NIST）基於法規要求或聯邦政府 對於網路安全有迫切需求時所制定135， FISMA 要求聯邦政府機構須符合這些標 準136。其中 FIPS 第 140 號文件「密碼模組安全需求標準」（FIPS 140-2）對於密 碼模組安全等級、安全需求領域及認證程序有所規範，與本研究議題較為相關，
故本研究以下將以FIPS 140-2 為主進行介紹與討論。
二、FIPS 140
（一）立法目的
FIPS 140 係 NIST 為了建立供應商可依循的密碼模組相關安全規範標準所制 定，同時建立產品認證機制，確保美國資訊系統中的敏感資訊安全性，目前執行 的版本為 2001 年所公布之第二版（FIPS 140-2）137；在 2019 年 3 月，商業部長
135 FIPS General Information, NIST, https://www.nist.gov/itl/fips-general-information (last visited Aug 29, 2019).
136 Cryptographic Module Validation Program, NIST, https://csrc.nist.gov/projects/cryptographic -module-validation-program (last visited Aug 29, 2019).
137 Security Requirements for Cryptographic Modules [includes Change Notices as of 12/3/2002] , NIST,
批准了 FIPS 140-3，並將於 2019 年 9 月 22 日生效，FIPS 140-3 的檢測會於 2020 年 9 月 22 日開始，而在 FIPS 140-3 的測試開始之後，FIPS 140-2 亦將持續至少 一年，因此，預計將有兩個 FIPS 的修訂版共存138。
（二）主管機關
FIPS 140-2 是 由 NIST 制 定 ， 經 商 業 部 長 批 准 後 發 布139； 並 由 商 業 部
（Department of Commerce）、NIST 及資訊技術實驗室（Information Technology Laboratory, ITL）所維護140；此外，由於此類標準須足以適應科學和技術的進步 和創新，因此 NIST 每五年會重新審查 FIPS，以確保標準強度符合現行科技需求
141。
（三）規範標的及適用主體
FIPS 140-2 以密碼模組為標的，包含硬體元件或模組、軟體/韌體程式或模組，
或以上任何組合142。美國政府要求所有聯邦政府單位所採用的密碼模組相關產品，
皆必須符合FIPS 140-2 之安全需求規範，私人機構可使用此標準作為安全規範基 準，但不強制使用143。
（四）法規重點摘要
FIPS 140-2 計有 4 個章節，包括：總則（OVERVIEW）、術語定義與縮寫
（GLOSSARY OF TERMS AND ACRONYMS）、 安 全 目 標 的 功 能
https://www.nist.gov/publications/secu rity-requirements-cryptographic-modules-includes-change-notices-1232002?pub_id=902003 (last visited Aug 29, 2019); NIST, FIPS PUB 140-2 (2001), https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/F IPS/NIST.FIPS.140-2.pdf (last visited Aug 29, 2019).
138 Announcing Approval and Issuance of FIPS 140 -3, Security Requirements for Cryptographic Modules , NIST, https://www.nist.gov/news-events/news/2019/05/announcing-approval-and-issuance-fips-140-3-security-requirements (last visited Aug 29, 2019).
139 NIST, supra note 137. at iii.
140 Id.
141 Id. at vi.
142 Id. at iv.
143 Id.
（FUNCTIONAL SECURITY OBJECTIVES）、 安 全 需 求 （SECURITY REQUIREMENTS）144。
FIPS 140-2 將 密 碼 模 組 產 品 的 安 全 等 級 分 為 四 級 （Security Level 1 至 Security Level 4），等級越高，安全性越強145；FIPS 140-2 對於密碼模組的安全需 求檢測包含以下 11 個領域146：
1. 密碼模組規格（Cryptographic Module Specification）
2. 密碼模組進出埠與存取介面（Cryptographic Module Ports and Interfaces）
3. 角色、服務、與身分鑑別（Roles, Services, and Authentication）
4. 有限狀態機模組（Finite State Model）
5. 實體安全（Physical Security）
6. 操作環境（Operational Environment）
7. 金鑰管理（Cryptographic Key Management）
8. 電磁檢驗（EMI/EMC）
9. 自我檢測功能（Self-Tests）
10. 設計發展擔保（Design Assurance）
11. 降低其他攻擊方式之設計（Mitigation of Other Attacks）
此 外 ，1995 年 ，NIST 建 立 了 密 碼 模 組 認證 方 案 （Cryptographic Module Validation Program, CMVP），密碼模組驗證流程須依其相關規定進行，其作用 在於驗證密碼模組是否符合FIPS 140-2 之標準。CMVP 是由 NIST 與加拿大通訊 安全機構（Communications Security Establishment, CSE）共同努力維護與執行，
依據FIPS 140-2 標準，執行密碼模組產品之審驗與發證，為兩國聯邦機構提供安 全指標，以利於採購經過驗證的密碼模組設備147，密碼模組之測試和驗證流程如
144 Id. at vii.
145 Id. at iii.
146 Id.
147 Id.; Supra note 136.
下圖：
資料來源：CMVP 管理手冊
圖 4 CMVP 密碼模組之測試和驗證流程