关于密码学模块安全要求，美国联邦资讯处理标准（FIPS）已是业界公认标准，举例来说，像是国际组织SWIFT与台湾金管会皆要求银行业，须使用通过FIPS 140-2 Level 3以上认证的硬件安全模块（HSM）来存储重要密钥。
基本上，只要采用密码学模块的软件、硬件或固件都适用此标准规范，而目前常见的操作系统也都有FIPS模式能激活，甚至部分操作系统是默认激活。值得注意的是，今年是FIPS 140-2转换成FIPS 140-3的关键时期。
事实上，FIPS 140-2从最初2001年发布，至今已有20年之久，而且，自2022年4月1日开始，美国国家标准暨技术研究院（NIST）创建的CMVP密码模块验证计划，不再接受密码学模块送交新的FIPS 140-2验证（最后验证有有效期限至2026年9月），在此同时，于2019年发布的FIPS 140-3，将取而代之。
面对FIPS标准的转变，提供物联网设备安全检测服务的安华联网科技，在今年台湾安全大会介绍这方面的进展。该公司软件工程师暨安全研究员杨力学（Aspen Yang）谈及FIPS 140-3诸多面向的议题，其中除了这项标准的近况，以及转换需注意的要点，特别的是，他呼吁开发人员都要增进这方面的认知，使用密码学算法时才能更为妥善。
关于FIPS 140-3的发展现况，已有多个主流操作系统平台宣布预备支持或已支持，杨力学表示，近期首批通过FIPS 140-3检测的密码学模块，即将出炉。
从NIST公布的CMVP密码模块验证计划的列表来看，至2022年9月19日为止，已有56家品牌共137项产品送验FIPS 140-3（IUT List），已完成实验室验证迈向审核的有67项产品（MIP List），其中有13项产品，率先进入协调（Coordination）阶段，这意味着，这13项有机会成为首批通过认证的产品。
FIPS 140-3标准有哪些特性？与旧版的差异？杨力学表示，基本上，FIPS 140-3是基于两个ISO国际标准进行修改而成，分别是密码学模块安全要求的ISO/IEC 19790:2012，以及密码学模块测试要求的ISO/IEC 24759:2017。
在FIPS 140-3标准中，同样划分为4个安全等级，并具有11大项安全要求，但与前一版相比，其要求有许多变化。
以FIPS 140-3实例指南而言，主要修改自ISO/IEC19790:2012，新版11大项安全要求，分别是：（1）密码学模块规格，（2）密码学模块接口，（3）角色、服务与身份认证，（4）软固件安全，（5）作业环境，（6）物理性安全防护，（7）非侵入式安全，（8）敏感安全参数管理，（9）自我测试，（10）生命周期确保，以及（11）缓解其他攻击方式。
与旧版的项目相比，主要有哪些差异？杨力学指出，FIPS 140-2的第4项与第10项，也就是有限状态模型与设计面确保，FIPS 140-3被整合为第10项，归类在生命周期确保的范围之中；FIPS 140-3的第四项则为软固件安全：FIPS 140-2第7项的密码学密钥管理，FIPS 140-3变成第8项的敏感安全参数管理；而FIPS 140-2第8项的电磁干扰／电磁兼容性，FIPS 140-3变成第7项的非侵入式安全。此外，FIPS 140-2的附件与相关附录内容，FIPS 140-3也都整合于附件之中。
FIPS 140使用的一些重要术语，也出现变化。举例来说，乱数产生器之前称为Random NumberGenerators（RNG），现在为了要与后量子密码学区分，乱数产生器改为Random Bit Generators（RBG）。同时，他提及，新版不只密码学算法要验证，就连熵（Entropy）也要验证。
除了FIPS 140-3的概况介绍，特别的是，杨力学在这场演说中更是强调一件事，开发人员必需要对FIPS 140-3有更多了解。
他认为，大多安全公司看待FIPS 140-3的角度，是从检测与合规的角度出发，若以SSDLC需求的角度看待时，其实也跟开发人员有关，他们也需要多了解FIPS 140-3，因为，若不注意其中的区分，与密码学有关的程序，很有可能无法正常在FIPS模式下执行。
例如，在今年2月，美国NIST发布的软件开发安全框架中，在“组织要准备的工作”第5.2项工作项目中，其要求就是“研发工作相关端点，需基于风险的考量，进行安全与坚固”，而其中的一个概念实施范例，就是建议使用FIPS合规的加密，以保护所有处于存储与传输状态的敏感资料。
换个角度，若从实际威胁现况来看，他也特别强调一点，就是密码学问题（加密机制失效）所造成的网站应用程序弱点与风险，在OWASP Top 10排行榜其中，近年已经从第三名升至第二名。
上述这些状况反映出，开发人员对于密码学模块安全要求，同样需要有更多的充分认识。
因此，在FIPS 140-2转换FIPS 140-3之际，杨力学也对开发人员提出一些建议。
由于普遍开发人员也是密码学模块的用户，他提出五个注意事项。首先，当开发工程师使用密码学算法时，必须了解这些密码学算法，认识有哪些分类及目的，他建议可以先阅读一些密码学的书。
第二，关于密码学的规格、接口，以及密码学模块提供的用户手册，由于都会改版，他建议必需要仔细阅读，这样才能避免误用密码学的输入参数。
第三，密码学模块在FIPS模式的状态没有提供的密码学算法，开发人员也需要留意。
第四，需要认知到现阶段已实例FIPS 140-3的密码学模块的大厂，都算是早期产品，因此早期采用者也会面临一些挑战。最后，他建议可以多参与FIPS 140-3的相关讨论。
另外，他也呼吁一般的开发人员，也就是密码学模块的用户，在安全软件开发生命周期之中，应将服务器的操作系统设置为“激活FIPS模式”，后端与系统程序将设置值改成FIPS合规状态，或是使用符合FIPS 140-2、140-3认证的程序库，进行密码学操作，又或直接调用FIPS认证密码学模块提供的密码学接口。
如此一来，可增进资料三态的安全性，也能缩小开发与运维环境的差异，使开发人员更能满足运维人员需求。
除了一般普遍的开发人员，台湾也有厂商正在开发密码学模块，因此，对于这些密码学模块开发者而言，他也提供转换FIPS 140-3心得。
例如，FIPS 140-3在编排上，比前一版更有条理，对开发团队会比较清楚 ；要有能力开发“密码学服务提供者”（Cryptographic Service Provider）这样的程序，需准备离散数学与密码学的知识，以实例许可的密码学算法；在FIPS 140-3标准中，实例指南与ISO/IEC 19790所提到的每个“shall（应作之事）”，都是一个软件开发流程需求表（Backlog）之中的需求，若要解读需求表，需要对密码学与资讯安全有深入理解，否则自己与同侪之间，若有不同见解时，将有一定的沟通成本；目前Level 3与Level 4的部分内容还有些模糊；密码学模块开发者在设计“安全支持提供者”（Security Support Provider）的程序库时，也要注意，像是其中的已知解答测试（KAT）自我测试模块，其实并没有那么容易开发。至于缓解旁路攻击需要分析电力使用方面，由于目前SP 800-140F尚未完成，因此对于软件密码学模块的要求尚不清楚。
安华联网科技软件工程师暨安全研究员杨力学（Aspen Yang）在近期台湾安全大会的演说上，不仅提到FIPS 140-3的现况与转换挑战，同时他并以SSDLC的角度切入，建议开发人员需要多对FIPS 140-3有所了解。
FIPS 140标准从1994年第一版发展以来，2001年发布第二版FIPS 140-2，2019年发布至第三版FIPS 140-3，如今可预期的是，未来所有密码学模块等开发商，销售的硬件或软件密码模块都要支持FIPS 140-3认可的算法。安全等级与上一版同样划分4个等级，分别是Level 1、Level 2、Level 3与Level 4，Level 4最严格。基本上，较高安全等级的需求，也涵盖较低等级的所有安全要求。
（图片来源：安华联网）