FIPS 186-4

FIPS 186-4 — это федеральный стандарт обработки информации США (Federal Information Processing Standard), регламентирующий использование цифровых подписей. Он является четвёртой версией стандарта Digital Signature Standard (DSS), разработанного NIST (Национальным институтом стандартов и технологий) и утверждён Министерством торговли США.

Стандарт определяет алгоритмы и методы:

  • Формирования;
  • Проверки;
  • Управления цифровыми подписями,

и используется как в государственных системах США, так и в международной практике при реализации криптографической защиты данных.

Основные характеристики

ХарактеристикаОписание
Полное названиеDigital Signature Standard (DSS)
Текущая версияFIPS PUB 186-4 (2013 г.)
РазработчикNIST (National Institute of Standards and Technology)
АктуальностьПоддерживается в государственных и коммерческих системах
Ключевые алгоритмыDSA, RSA, ECDSA

Алгоритмы, поддерживаемые в FIPS 186-4

1. DSA (Digital Signature Algorithm)

  • Базовый алгоритм, введённый ещё в первой версии стандарта;
  • Основан на сложности дискретного логарифмирования;
  • Рекомендовано использовать длины ключей не менее 2048 бит.

2. RSA

  • Добавлен в версии 3 стандарта;
  • Использует схемы RSASSA-PKCS1-v1_5 и RSASSA-PSS;
  • Требования к длине модуля: минимум 2048 бит.

3. ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm)

  • Включён в версии 4 стандарта;
  • Предоставляет высокую безопасность при меньшей длине ключа по сравнению с DSA и RSA;
  • Поддерживает эллиптические кривые от NIST: P-256, P-384, P-521 и др.

Основные разделы стандарта

  1. Форматы ключей
  • Спецификации для открытых и закрытых ключей;
  • Поддержка DER- и PEM-форматов.
  1. Процедура генерации ключевой пары
  • Методы создания и проверки параметров для DSA, RSA и ECDSA.
  1. Создание подписи
  • Шаги вычисления хэш-функции, формирования подписи;
  • Указаны требования к случайным числам, используемым при подписании.
  1. Проверка подписи
  • Порядок действий для аутентификации подписи получателем;
  • Обязательная проверка целостности и подлинности.
  1. Управление параметрами
  • Рекомендации по выбору надёжных кривых, простых чисел и доменных параметров.

Где применяется FIPS 186-4?

  1. Государственные системы США: обязательное требование для использования цифровой подписи в федеральных учреждениях;
  2. SSL/TLS и HTTPS: используется в сертификатах X.509 для обеспечения безопасности соединений;
  3. Электронная цифровая подпись (ЭЦП): применяется в системах электронного документооборота, включая российские (ЕГАИС, налоговые сервисы, ЭДО, госзакупки);
  4. Блокчейн и криптовалюты: ECDSA (описанный в FIPS 186-4) используется в протоколах Bitcoin, Ethereum и других сетях для подписания транзакций;
  5. IoT и embedded-устройства: обеспечивает безопасную идентификацию и защиту данных в устройствах с ограниченными ресурсами.

Преимущества FIPS 186-4

  • Высокая степень доверия — принят в качестве официального стандарта США;
  • Поддержка современных алгоритмов — включает RSA, DSA и ECDSA;
  • Устойчивость к атакам — содержит рекомендации по защите от известных уязвимостей;
  • Широкая совместимость — используется во многих криптографических библиотеках и продуктах;
  • Международное влияние — положения стандарта легли в основу ISO/IEC 14888 и других нормативных документов.

Отличие от предыдущих версий

ВерсияГод выпускаКлючевые изменения
FIPS 1861994Введение DSA как единственного алгоритма.
FIPS 186-22000Добавлены схемы на основе RSA и улучшена реализация DSA.
FIPS 186-32009Впервые добавлен ECDSA, уточнены параметры безопасности.
FIPS 186-42013Обновлены допустимые параметры, удалены устаревшие алгоритмы.

Требования к безопасности

FIPS 186-4 вводит строгие требования к:

  • Генерации случайных чисел — используются только криптографически стойкие генераторы;
  • Выбору параметров — все кривые и числа должны соответствовать специальным критериям;
  • Валидации ключей — обязательная проверка корректности перед использованием;
  • Защите закрытых ключей — предписываются меры против компрометации.

Как проверить соответствие FIPS 186-4?

Примеры команд OpenSSL:

# Просмотр информации о ECDSA-подписи
openssl asn1parse -in signature.bin

# Генерация приватного ECDSA-ключа
openssl ecparam -name prime256v1 -genkey -noout -out private.key

# Создание запроса на сертификат
openssl req -new -key private.key -out csr.pem

# Проверка соответствия ключа стандарту
openssl ec -in private.key -text -noout

Современное значение

FIPS 186-4 остаётся актуальным стандартом, особенно в связи с ростом применения ECDSA и переходом к более эффективным и безопасным алгоритмам. Он активно используется:

  • В правительственных и военных системах;
  • В финансовых организациях;
  • В блокчейн-инфраструктуре;
  • В государственных и корпоративных PKI-системах.

Заключение

FIPS 186-4 — один из ключевых стандартов цифровой подписи, обеспечивающий надёжность, универсальность и соответствие международным требованиям. Его применение гарантирует:

  • Защиту от подделки подписи;
  • Совместимость между различными платформами;
  • Долгосрочную перспективность использования в условиях растущих угроз кибербезопасности.

Другие новости ЭЦП и ЭДО