1 范圍

      本標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)密碼模塊規(guī)定了安全要求，為密碼模塊定義了四個(gè)安全等級(jí)，并分別給出了四個(gè)安全等級(jí)的對(duì)應(yīng)要求。

      本標(biāo)準(zhǔn)適用于保護(hù)計(jì)算機(jī)與電信系統(tǒng)內(nèi)敏感信息的安全系統(tǒng)所使用的密碼模塊。

      本標(biāo)準(zhǔn)也為密碼模塊的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)提供指導(dǎo)，為密碼模塊安全要求的檢測(cè)提供參考。

2 規(guī)范性引用文件

      下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

      GB/T 15843（所有部分）信息技術(shù) 安全技術(shù) 實(shí)體鑒別

      GB/T 15852（所有部分）信息技術(shù) 安全技術(shù) 消息鑒別碼

      GB/T 17964 信息安全技術(shù) 分組密碼算法的工作模式

      GB/T 25069 信息安全技術(shù) 術(shù)語(yǔ)

      GB/T 32905 信息安全技術(shù) SM3密碼雜湊算法

      GB/T 32907 信息安全技術(shù) SM4分組密碼算法

      GB/T 32918（所有部分）信息安全技術(shù) SM2橢圓曲線公鑰密碼算法

      GB/T 33133.1 信息安全技術(shù) 祖沖之序列密碼算法 第1部分：算法描述

      GM/T 0001.2 祖沖之序列密碼算法 第2部分：基于祖沖之算法的機(jī)密性算法

      GM/T 0001.3 祖沖之序列密碼算法 第3部分：基于祖沖之算法的完整性算法

      GM/T 0044（所有部分）SM9標(biāo)識(shí)密碼算法

3 術(shù)語(yǔ)和定義

      GB/T 25069界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

      證書 certificate

      關(guān)于實(shí)體的一種數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)由認(rèn)證機(jī)構(gòu)的私鑰或秘密密鑰簽發(fā)，并無(wú)法偽造。

3.2

      條件自測(cè)試 conditional se

      當(dāng)規(guī)定的測(cè)試條件出現(xiàn)時(shí)，由密碼模塊執(zhí)行的測(cè)試。

3.3

      關(guān)鍵安全參數(shù) critical security parameter

      與安全相關(guān)的秘密信息，這些信息被泄露或被修改后會(huì)危及密碼模塊的安全性。

      注：關(guān)鍵安全參數(shù)可以是明文形式的也可以是經(jīng)過(guò)加密的。

3.4

      密碼邊界 cryptographic boundary

      明確定義的邊線，該邊線建立了密碼模塊的物理和/或邏輯邊界，并包括了密碼模塊的所有硬件、軟件和/或固件部件。

3.5

      密碼模塊 cryptographic module

      實(shí)現(xiàn)了安全功能的硬件、軟件和/或固件的集合，并且被包含在密碼邊界內(nèi)。

      注：密碼模塊根據(jù)其組成，可分為硬件密碼模塊、固件密碼模塊、軟件密碼模塊以及混合密碼模塊。

3.6

      密碼模塊接口 cryptographic module interface

      密碼模塊的邏輯入口或出口，為邏輯信息流提供進(jìn)出模塊的通道。

3.7

      密碼模塊安全策略 cryptographic module security policy

      密碼模塊運(yùn)行應(yīng)遵從的安全規(guī)則的明確說(shuō)明，其中包含了從本標(biāo)準(zhǔn)的要求導(dǎo)出的規(guī)則以及廠商要求的規(guī)則。

3.8

      差分功耗分析 differential power analysis

      對(duì)密碼模塊的功耗變化進(jìn)行分析，并用以獲取密碼操作相關(guān)的信息。

3.9

      故障注入 fault induction

      通過(guò)應(yīng)用短暫的電壓、輻射、激光或時(shí)鐘偏移技術(shù)，導(dǎo)致硬件中的操作行為發(fā)生變化的技術(shù)。

3.10

      多因素鑒別 multi-factor authentication

      至少具有兩個(gè)獨(dú)立鑒別因素的鑒別。

      注：獨(dú)立的鑒別因素類別包括：已知某物，擁有某物，以及具有某屬性。

3.11

      非入侵式攻擊 non-invasive attack

      一種針對(duì)密碼模塊的攻擊，該攻擊對(duì)密碼邊界內(nèi)的部件不進(jìn)行直接的物理接觸，且這類攻擊不會(huì)更改密碼模塊所處的狀態(tài)。

3.12

      運(yùn)行環(huán)境 operational environment

      密碼模塊安全運(yùn)行所需要的所有軟件、固件和硬件的集合，其中包括操作系統(tǒng)和硬件平臺(tái)。

      注：運(yùn)行環(huán)境分為可修改的運(yùn)行環(huán)境、受限制的運(yùn)行環(huán)境以及不可修改的運(yùn)行環(huán)境。

3.13

      運(yùn)行前自測(cè)試 pre-operational sself-test

      密碼模塊在上電或?qū)嵗ㄔ陉P(guān)閉電源、重置、重啟、冷啟動(dòng)、供電中斷等之后）至轉(zhuǎn)換到運(yùn)行狀態(tài)之間執(zhí)行的測(cè)試。

3.14

      公開(kāi)安全參數(shù) public security parameter

      與安全性相關(guān)的公開(kāi)信息，一旦被修改，會(huì)威脅到密碼模塊安全。

      注：例如，公鑰、公鑰證書、自簽名證書、信任錨、與計(jì)數(shù)器和內(nèi)部保持的日期和時(shí)間相關(guān)聯(lián)的一次性口令。公開(kāi)安全參數(shù)如果不能被修改或者修改后能夠被密碼模塊發(fā)現(xiàn)，此時(shí)可以認(rèn)為該公開(kāi)安全參數(shù)是受保護(hù)的。

3.15

      運(yùn)行時(shí)環(huán)境 runtime environment

      一種虛擬機(jī)狀態(tài)，在計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)，為進(jìn)程和程序提供軟件服務(wù)。

      注：運(yùn)行時(shí)環(huán)境可能與操作系統(tǒng)本身，也可能與其下運(yùn)行的軟件有關(guān)，其主要目的在于實(shí)現(xiàn)“平臺(tái)無(wú)關(guān)”的編程目標(biāo)。

3.16

      安全功能 security function

      密碼算法及其工作模式，包括：分組密碼、序列密碼、非對(duì)稱密碼、消息鑒別碼、雜湊函數(shù)、隨機(jī)數(shù)生成、實(shí)體鑒別和敏感安全參數(shù)生成和建立等。

3.17

      敏感安全參數(shù) sensitive security parameters

      包括關(guān)鍵安全參數(shù)（3.3）和公開(kāi)安全參數(shù)（3.14）。

3.18

      簡(jiǎn)單功耗分析 simple power analysis

      對(duì)指令執(zhí)行（或單個(gè)指令的執(zhí)行）模式的直接（主要是可視化的）分析，它與密碼模塊的功耗有關(guān)，并用以獲取密碼操作相關(guān)的信息。

3.19

      知識(shí)拆分 split knowledge

      密鑰被拆分成多個(gè)密鑰分量，從密碼模塊輸出給多個(gè)實(shí)體的過(guò)程。單個(gè)分量不能提供原始密鑰的知識(shí)。密鑰分量被各個(gè)實(shí)體輸入密碼模塊能夠重新組合成原始密鑰，合成密鑰可以需要所有分量或一部分分量來(lái)完成。

3.20

      敏感安全參數(shù)建立 sensitive security parameter establishment

      將共享的敏感安全參數(shù)提供給一個(gè)或多個(gè)實(shí)體的過(guò)程。

      注：敏感安全參數(shù)建立包括敏感安全參數(shù)協(xié)商、傳輸以及輸入或輸出。

4 縮略語(yǔ)

      下列縮略語(yǔ)適用于本文件。

      API：應(yīng)用程序接口（Application Program Interface）

      CBC：密碼分組鏈接（Cipher Block Chaining）

      ECB：電子譯碼本（Electronic Codebook）

      EDC：錯(cuò)誤檢測(cè)碼（Error Detection Code）

      EFP：環(huán)境失效保護(hù)（Environmental Failure Protection）

      EFT：環(huán)境失效測(cè)試（Environmental Failure Testing）

      FSM：有限狀態(tài)模型（Finite State Model）

      HDL：硬件描述語(yǔ)言（Hardware Description Language）

      HMAC：基于雜湊的消息鑒別碼（Hash-Based Message Authentication Code）

      IC：集成電路（Integrated Circuit）

      PIN：個(gè)人身份識(shí)別碼（Personal Identification Number）

5 密碼模塊安全等級(jí)

5.1 概述

      密碼模塊是指實(shí)現(xiàn)密碼運(yùn)算、密鑰管理等功能的硬件、軟件、固件或者其組合。本標(biāo)準(zhǔn)適用于保護(hù)計(jì)算機(jī)與電信系統(tǒng)內(nèi)敏感信息的安全系統(tǒng)所使用的密碼模塊。為了保護(hù)密碼模塊和密碼模塊中包含和控制的敏感安全參數(shù)，以及滿足眾多應(yīng)用領(lǐng)域的、不同程度的安全需求，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了4個(gè)要求遞增的安全等級(jí)，高安全等級(jí)在低安全等級(jí)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高了安全性。本標(biāo)準(zhǔn)中給出的一些常見(jiàn)的例子，是用于闡明如何滿足本標(biāo)準(zhǔn)的安全要求，而不是為了約束或列舉所有的情況。下文分別概述了4個(gè)安全等級(jí)。4個(gè)安全等級(jí)所涉及的密碼技術(shù)是相同的。

      本標(biāo)準(zhǔn)采用了“應(yīng) [xx.yy]xx.yy］”方式對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中的所有安全要求進(jìn)行標(biāo)識(shí)和順序編號(hào)，其中，xx表示條款，yy是該條款中的數(shù)字索引。如果本標(biāo)準(zhǔn)中的某句話中出現(xiàn)“應(yīng) [xx.yy] ，即表示該句是本標(biāo)準(zhǔn)的一項(xiàng)安全要求，編號(hào)為[xx.yy]。本標(biāo)準(zhǔn)總共有12個(gè)條款，與密碼模塊的安全通用要求以及11個(gè)安全域相對(duì)應(yīng)，1～12分別代表：通用要求；密碼模塊規(guī)格；密碼模塊接口；角色、服務(wù)和鑒別；軟件/固件安全；運(yùn)行環(huán)境；物理安全；非入侵式安全；敏感安全參數(shù)管理；自測(cè)試；生命周期保障；以及對(duì)其他攻擊的緩解。每個(gè)條款中又包含具體的安全要求，每個(gè)安全要求從從[xx.01 開(kāi)始按順序編號(hào)。

      本標(biāo)準(zhǔn)下文中凡是包含“應(yīng) [xx.yy]”的句子都被視為密碼模塊的一項(xiàng)安全要求，這種標(biāo)識(shí)方式可以被本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的后續(xù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)直接引用，也可被密碼模塊廠商提交的文檔引用。

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