1 范圍

      本標準針對密碼模塊規(guī)定了安全要求，為密碼模塊定義了四個安全等級，并分別給出了四個安全等級的對應要求。

      本標準適用于保護計算機與電信系統(tǒng)內敏感信息的安全系統(tǒng)所使用的密碼模塊。

      本標準也為密碼模塊的設計、開發(fā)提供指導，為密碼模塊安全要求的檢測提供參考。

2 規(guī)范性引用文件

      下列文件對于本文件的應用是必不可少的。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 安全技術 實體鑒別

      GB/T 15852（所有部分）信息技術 安全技術 消息鑒別碼

      GB/T 17964 信息安全技術 分組密碼算法的工作模式

      GB/T 25069 信息安全技術 術語

      GB/T 32905 信息安全技術 SM3密碼雜湊算法

      GB/T 32907 信息安全技術 SM4分組密碼算法

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

      GB/T 33133.1 信息安全技術 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標識密碼算法

3 術語和定義

      GB/T 25069界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

3.1

      證書 certificate

      關于實體的一種數據，該數據由認證機構的私鑰或秘密密鑰簽發(fā)，并無法偽造。

3.2

      條件自測試 conditional se

      當規(guī)定的測試條件出現時，由密碼模塊執(zhí)行的測試。

3.3

      關鍵安全參數 critical security parameter

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

      注：關鍵安全參數可以是明文形式的也可以是經過加密的。

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

      實現了安全功能的硬件、軟件和/或固件的集合，并且被包含在密碼邊界內。

      注：密碼模塊根據其組成，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

      密碼模塊運行應遵從的安全規(guī)則的明確說明，其中包含了從本標準的要求導出的規(guī)則以及廠商要求的規(guī)則。

3.8

      差分功耗分析 differential power analysis

      對密碼模塊的功耗變化進行分析，并用以獲取密碼操作相關的信息。

3.9

      故障注入 fault induction

      通過應用短暫的電壓、輻射、激光或時鐘偏移技術，導致硬件中的操作行為發(fā)生變化的技術。

3.10

      多因素鑒別 multi-factor authentication

      至少具有兩個獨立鑒別因素的鑒別。

      注：獨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

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

3.12

      運行環(huán)境 operational environment

      密碼模塊安全運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。

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

3.13

      運行前自測試 pre-operational sself-test

      密碼模塊在上電或實例化（在關閉電源、重置、重啟、冷啟動、供電中斷等之后）至轉換到運行狀態(tài)之間執(zhí)行的測試。

3.14

      公開安全參數 public security parameter

      與安全性相關的公開信息，一旦被修改，會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、與計數器和內部保持的日期和時間相關聯的一次性口令。公開安全參數如果不能被修改或者修改后能夠被密碼模塊發(fā)現，此時可以認為該公開安全參數是受保護的。

3.15

      運行時環(huán)境 runtime environment

      一種虛擬機狀態(tài)，在計算機運行時，為進程和程序提供軟件服務。

      注：運行時環(huán)境可能與操作系統(tǒng)本身，也可能與其下運行的軟件有關，其主要目的在于實現“平臺無關”的編程目標。

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、非對稱密碼、消息鑒別碼、雜湊函數、隨機數生成、實體鑒別和敏感安全參數生成和建立等。

3.17

      敏感安全參數 sensitive security parameters

      包括關鍵安全參數（3.3）和公開安全參數（3.14）。

3.18

      簡單功耗分析 simple power analysis

      對指令執(zhí)行（或單個指令的執(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，并用以獲取密碼操作相關的信息。

3.19

      知識拆分 split knowledge

      密鑰被拆分成多個密鑰分量，從密碼模塊輸出給多個實體的過程。單個分量不能提供原始密鑰的知識。密鑰分量被各個實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完成。

3.20

      敏感安全參數建立 sensitive security parameter establishment

      將共享的敏感安全參數提供給一個或多個實體的過程。

      注：敏感安全參數建立包括敏感安全參數協商、傳輸以及輸入或輸出。

4 縮略語

      下列縮略語適用于本文件。

      API：應用程序接口（Application Program Interface）

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

      ECB：電子譯碼本（Electronic Codebook）

      EDC：錯誤檢測碼（Error Detection Code）

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

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

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

      HDL：硬件描述語言（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：個人身份識別碼（Personal Identification Number）

5 密碼模塊安全等級

5.1 概述

      密碼模塊是指實現密碼運算、密鑰管理等功能的硬件、軟件、固件或者其組合。本標準適用于保護計算機與電信系統(tǒng)內敏感信息的安全系統(tǒng)所使用的密碼模塊。為了保護密碼模塊和密碼模塊中包含和控制的敏感安全參數，以及滿足眾多應用領域的、不同程度的安全需求，本標準規(guī)定了4個要求遞增的安全等級，高安全等級在低安全等級的基礎上進一步提高了安全性。本標準中給出的一些常見的例子，是用于闡明如何滿足本標準的安全要求，而不是為了約束或列舉所有的情況。下文分別概述了4個安全等級。4個安全等級所涉及的密碼技術是相同的。

      本標準采用了“應 [xx.yy]xx.yy］”方式對標準中的所有安全要求進行標識和順序編號，其中，xx表示條款，yy是該條款中的數字索引。如果本標準中的某句話中出現“應 [xx.yy] ，即表示該句是本標準的一項安全要求，編號為[xx.yy]。本標準總共有12個條款，與密碼模塊的安全通用要求以及11個安全域相對應，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、服務和鑒別；軟件/固件安全；運行環(huán)境；物理安全；非入侵式安全；敏感安全參數管理；自測試；生命周期保障；以及對其他攻擊的緩解。每個條款中又包含具體的安全要求，每個安全要求從從[xx.01 開始按順序編號。

      本標準下文中凡是包含“應 [xx.yy]”的句子都被視為密碼模塊的一項安全要求，這種標識方式可以被本標準對應的后續(xù)檢測標準直接引用，也可被密碼模塊廠商提交的文檔引用。

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