Warum für Datenschutz nach Militärstandard die Aufrüstung auf FIPS 140-3 Level 3 erforderlich ist

Erweiterungen von FIPS 140-3 gegenüber FIPS 140-2

Da FIPS 140-2 im 20. Jahrhundert definiert und 2001 zugelassen wurde, war es notwendig, eine Aktualisierung für das 21. Jahrhundert zu definieren. FIPS 140-3 ist die Aktualisierung für den Rest des Jahrzehnts bis 2020, und die nächste Aktualisierung für das folgende Jahrzehnt wird stärkere Schutzmaßnahmen für Quantencomputer enthalten.

Die in hardwareverschlüsselten Speicherlaufwerken verwendete XTS-AES 256-Bit-Verschlüsselung funktioniert wie folgt: Ein Benutzer erstellt ein Passwort für ein brandneues oder neu formatiertes Laufwerk. Der sichere Mikroprozessor im Laufwerk erzeugt einen Hardware-AES-Verschlüsselungsschlüssel mit seinem Zufallszahlengenerator, der dem NIST-Standard und zugelassenen Algorithmen folgt. Wenn der Zufallszahlengenerator nicht wirklich zufällig im mathematischen Sinne ist, kann er eine Schwachstelle bilden, die von Supercomputern ausgenutzt werden kann, um zu versuchen, diesen einzigartigen Verschlüsselungsschlüssel zu berechnen.

FIPS 140-3 verlangt von den Herstellern sicherer Mikroprozessoren, ihren internen Zufallszahlengenerator zu verbessern, um die Entropie (oder Zufälligkeit) zu erhöhen. Wichtig ist, zu verstehen, dass diese einzelne kryptografische Verbesserung bedeutende mathematische Konsequenzen hat, um sicherzustellen, dass die XTS-AES-Verschlüsselung noch Jahre, wenn nicht Jahrzehnte länger, gegen das Knacken von Computern resistent bleibt – einschließlich eines ausreichenden Schutzes gegen Quantencomputer in naher Zukunft.

Die folgenden Änderungen wurden ebenfalls hinzugefügt:

• Mindestlänge der PIN oder des Passworts: Die Passwörter wurden von 7 auf 8 Zeichen verlängert, um einen besseren Schutz gegen automatische Passwortangriffe zu gewährleisten. Beachten Sie, dass auch ein Brute-Force-Passwortschutz vorhanden sein muss, um das Laufwerk zu verschlüsseln und solche Angriffe frühzeitig zu unterbinden.
• Werksseitig ist keine PIN und kein Passwort voreingestellt: Alle Benutzer müssen bei der ersten Benutzung des Laufwerks eine PIN oder ein Passwort festlegen.
• Regelmäßige Selbsttests: Jedes Laufwerk muss Selbsttests durchführen, um sicherzustellen, dass die Sicherheit gewährleistet ist. Wenn ein Problem festgestellt wird, muss das Laufwerk abschalten. Dieser Schutz kann Fehlfunktionen und potenzielle Angriffe auf die Schaltkreise erkennen, die sich in Form von Fehlfunktionen äußern können.
• Automatische Abschaltung bei zu hohen Temperaturen und Spannungen: Überschreitet ein Laufwerk die voreingestellten Werte, muss es sich abschalten. Hacker verwenden manchmal Seitenkanalangriffe, die zu extremen Temperaturen und Spannungen führen. Dann kann diese Reaktion bestimmte Angriffe blockieren.

Dies ist eine massive Vereinfachung des FIPS 140-3 Level 3-Standards, da er auch viele andere Schutzmaßnahmen und Sicherheitsvorkehrungen umfasst, von denen viele komplexe kryptografische Zwecke verfolgen. In der Regel erfordert ein neuer FIPS 140-Standard bis zu zwei Jahre Aufwand für die Hersteller, um ihre sicheren Mikroprozessoren aufzurüsten, ihre Laufwerksfirmware und die Verarbeitung kritischer Sicherheitsparameter (CSPs) zu verbessern, NIST-zertifizierte Labortests zu durchlaufen, die neben gründlichen Tests auch Quellcodeprüfungen umfassen, und am Ende ihre Laufwerke auf den Markt zu bringen.

Beachten Sie, dass Laufwerke als FIPS 140-3 Level 3 (ausstehend) bezeichnet werden können, da es nach Abschluss der Labortests bis zu 18 Monate dauern kann, bis das NIST das endgültige Zertifikat ausstellt, da es einen Rückstau an Software- und Hardwarezertifizierungen in seiner Warteschlange gibt. Kingston bringt seine Laufwerke erst nach Abschluss der Labortests auf den Markt. Die ausstehenden Zertifizierungen sind auf dieser NIST-Website zu finden..