Narodowy Instytut Standardów i Technologii

„NIST” przekierowuje tutaj. W przypadku innych zastosowań zobacz NIST (ujednoznacznienie) .

Narodowy Instytut Norm i Technologii (NIST)
NIST logo.svg
Przegląd agencji
uformowany
3 marca 1901 ; 122 lata temu ( 3 marca 1901 ) (jako National Bureau of Standards), stał się NIST w 1988
Siedziba
100 Bureau Drive Gaithersburg, Maryland , USA
Pracownicy Około. 3400
Roczny budżet 1,03 miliarda dolarów (rok budżetowy 2021)
Dyrektor agencji
Dział macierzysty Departament Handlu
Strona internetowa www .nist .gov

National Institute of Standards and Technology ( NIST ) jest agencją Departamentu Handlu Stanów Zjednoczonych, której misją jest promowanie amerykańskiej innowacyjności i konkurencyjności przemysłowej. Działalność NIST jest zorganizowana w programy laboratoryjne nauk fizycznych , które obejmują naukę i technologię w nanoskali , inżynierię, technologię informacyjną , badania neutronów , pomiary materiałów i pomiary fizyczne. Od 1901 do 1988 roku agencja nosiła nazwę National Bureau of Standards .

Historia

Tło

Artykuły Konfederacji , ratyfikowane przez kolonie w 1781 r., przewidywały:

Stany Zjednoczone zgromadzone w Kongresie będą miały również wyłączne prawo i władzę regulowania stopu i wartości monety wybitej przez ich własne władze lub przez odpowiednie stany - ustalając standardy miar i wag w całych Stanach Zjednoczonych.

Artykuł 1 ustęp 8 Konstytucji Stanów Zjednoczonych , ratyfikowanej w 1789 r., nadał nowemu Kongresowi następujące uprawnienia: ustalić standard miar i wag”.

W styczniu 1790 roku prezydent George Washington w swoim pierwszym dorocznym orędziu do Kongresu powiedział: „Jednolitość waluty, wag i miar w Stanach Zjednoczonych jest sprawą wielkiej wagi i jestem przekonany, że zostanie należycie potraktowana”. ”. Waszyngton nakazał sekretarzowi stanu Thomasowi Jeffersonowi przygotowanie planu ujednolicenia monet, wag i miar w Stanach Zjednoczonych , nazwanego później nieformalnie Raportem Jeffersona. [ potrzebne źródło ]

25 października 1791 roku Waszyngton ponownie zaapelował do Kongresu:

Jednolitość miar i wag kraju jest jednym z ważnych celów przekazanych wam przez Konstytucję i jeśli może być wyprowadzona z normy jednocześnie niezmiennej i powszechnej, musi być nie mniej zaszczytna dla rady publicznej niż sprzyjająca społeczeństwu wygoda.

W 1821 roku prezydent John Quincy Adams oświadczył: „Wagi i miary można zaliczyć do artykułów niezbędnych do życia każdej jednostki w ludzkim społeczeństwie”. Niemniej jednak dopiero w 1838 r. rząd Stanów Zjednoczonych przyjął jednolity zestaw standardów.

Od 1830 do 1901 roku nadzór nad miarami i wagami sprawowało Biuro Standardowych Miar i Wag, które było częścią United States Coast and Geodetic Survey w Departamencie Skarbu .

Biuro Norm (1901–1988)

W 1901 roku, w odpowiedzi na projekt ustawy zaproponowany przez kongresmana Jamesa H. Southarda (R, Ohio), utworzono National Bureau of Standards z mandatem do dostarczania standardowych odważników i miar oraz do pełnienia funkcji krajowego laboratorium fizycznego w Stanach Zjednoczonych . Southard wcześniej sponsorował rachunek za przeliczanie jednostek metrycznych Stanów Zjednoczonych.

Wykres działalności NBS, 1915

Prezydent Theodore Roosevelt mianował Samuela W. Strattona pierwszym dyrektorem. Budżet na pierwszy rok działalności wynosił 40 000 USD. Biuro przejęło kopie słupków kilogramów i metrów, które były standardami miar amerykańskich, i stworzyło program świadczenia metrologicznych dla użytkowników naukowych i komercyjnych w Stanach Zjednoczonych. W Waszyngtonie zbudowano laboratorium , a instrumenty zakupiono z krajowych laboratoriów fizycznych w Europie. Oprócz wag i miar Biuro opracowało przyrządy do jednostek elektrycznych i do pomiaru światła. W 1905 roku zwołano spotkanie, które miało być pierwszą „Krajową Konferencją Miar i Wag”.

Początkowo pomyślane jako agencja czysto metrologiczna, Biuro Norm zostało skierowane przez Herberta Hoovera w celu utworzenia oddziałów w celu opracowania standardów handlowych dla materiałów i produktów. strona 133 Niektóre z tych norm dotyczyły produktów przeznaczonych do użytku rządowego, ale normy dotyczące produktów miały również wpływ na konsumpcję w sektorze prywatnym. Normy jakości zostały opracowane dla produktów, w tym niektórych rodzajów odzieży, samochodowych układów hamulcowych i reflektorów, płynu niezamarzającego i bezpieczeństwa elektrycznego. Podczas I wojny światowej , Biuro pracowało nad wieloma problemami związanymi z produkcją wojenną, prowadząc nawet własny zakład do produkcji szkła optycznego , gdy europejskie dostawy zostały odcięte. W okresie międzywojennym Harry Diamond z Biura opracował system lądowania samolotów radiowych na ślepo . Podczas II wojny światowej prowadzono wojskowe badania i rozwój, w tym opracowanie metod prognozowania propagacji radiowej , zapalnika zbliżeniowego i znormalizowanego płatowca używanego pierwotnie w Project Pigeon , a wkrótce potem autonomicznie sterowana radarowo bomba przeciwokrętowa Bat i rodzina pocisków torpedowych Kingfisher .

Spektrometr mas używany w NBS w 1948 roku

W 1948 roku, finansowane przez Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych, Biuro rozpoczęło projektowanie i budowę SEAC , Standards Eastern Automatic Computer. Komputer zaczął działać w maju 1950 roku, wykorzystując kombinację lamp próżniowych i logiki diod półprzewodnikowych. Mniej więcej w tym samym czasie Harry Huskey zbudował Standards Western Automatic Computer w biurze NBS w Los Angeles i wykorzystał go do badań. Wersja mobilna, DYSEAC , została zbudowana dla Signal Corps w 1954 roku.

Narodowy Instytut Standardów i Technologii (od 1988)

Ze względu na zmieniającą się misję, „National Bureau of Standards” przekształciło się w „National Institute of Standards and Technology” w 1988 roku.

Po 11 września 2001 r. NIST przeprowadził oficjalne śledztwo w sprawie zawalenia się budynków World Trade Center .

Po zawaleniu się budynku kondominium Surfside w 2021 r . NIST wysłał inżynierów na miejsce w celu zbadania przyczyny zawalenia się.

W 2019 roku NIST uruchomił program o nazwie NIST on a Chip, aby zmniejszyć rozmiar instrumentów z maszyn laboratoryjnych do rozmiaru chipa. Zastosowania obejmują testowanie samolotów, komunikację z satelitami do celów nawigacyjnych oraz temperaturę i ciśnienie.

Konstytucja

NIST, znany w latach 1901-1988 jako National Bureau of Standards (NBS), to laboratorium standardów pomiarowych , znane również jako National Metrological Institute (NMI), które jest agencją nieregulacyjną Departamentu Handlu Stanów Zjednoczonych . Oficjalną misją Instytutu jest:

Promuj innowacyjność i konkurencyjność przemysłu USA poprzez rozwój nauki o pomiarach , standardów i technologii w sposób, który zwiększa bezpieczeństwo ekonomiczne i poprawia jakość naszego życia .

— NIST

NIST miał budżet operacyjny na rok podatkowy 2007 (1 października 2006 - 30 września 2007) w wysokości około 843,3 miliona dolarów. Budżet NIST na rok 2009 wyniósł 992 miliony dolarów, a także otrzymał 610 milionów dolarów w ramach amerykańskiej ustawy o odbudowie i reinwestowaniu . NIST zatrudnia około 2900 naukowców, inżynierów, techników oraz personel pomocniczy i administracyjny. Personel uzupełnia około 1800 współpracowników NIST (gościnnych badaczy i inżynierów z firm amerykańskich i innych krajów). Ponadto NIST współpracuje z 1400 specjalistami ds. produkcji i personelem w prawie 350 powiązanych ośrodkach w całym kraju. NIST publikuje tzw Podręcznik 44 , który zawiera „Specyfikacje, tolerancje i inne wymagania techniczne dotyczące urządzeń ważących i pomiarowych”.

System metryczny

Kongres z 1866 r. uczynił korzystanie z systemu metrycznego w handlu działalnością prawnie chronioną poprzez uchwalenie ustawy metrycznej z 1866 r . 20 maja 1875 r. 17 z 20 krajów podpisało dokument znany jako Konwencja Metryczna lub Traktat o Metrze , ustanawiający Międzynarodowe Biuro Miar i Wag pod kontrolą międzynarodowego komitetu wybranego przez Konferencję Generalną ds. Wag i Miar. Środki .

Organizacja

Zespół Laboratorium Zaawansowanych Pomiarów w Gaithersburgu
Widok z lotu ptaka na kampus Gaithersburg w 2019 roku
Laboratoria Bouldera

Siedziba główna NIST znajduje się w Gaithersburg w stanie Maryland i prowadzi placówkę w Boulder w Kolorado , którą poświęcił prezydent Eisenhower w 1954 r. Działalność NIST jest zorganizowana w programy laboratoryjne i programy zaoczne. Od 1 października 2010 r. NIST został ponownie dostosowany poprzez zmniejszenie liczby jednostek laboratoryjnych NIST z dziesięciu do sześciu. Laboratoria NIST obejmują:

  • Laboratorium Technologii Komunikacyjnych (CTL)
  • Laboratorium Inżynierskie (EL)
  • Laboratorium Informatyki (ITL)
  • Centrum Badań nad Neutronami (NCBR)
  • Laboratorium Pomiarów Materiałowych (MML)
  • Laboratorium Pomiarów Fizycznych (PML)

Programy niestacjonarne obejmują:

  • Hollings Manufacturing Extension Partnership (MEP), ogólnokrajowa sieć centrów pomagających małym i średnim producentom w tworzeniu i utrzymywaniu miejsc pracy, zwiększaniu wydajności i minimalizowaniu odpadów poprzez ulepszenia procesów oraz zwiększanie penetracji rynku dzięki strategiom innowacji i wzrostu;
  • Program Innowacji Technologicznych (TIP), program dotacji, w ramach którego NIST i partnerzy branżowi dzielą się kosztami wczesnej fazy rozwoju innowacyjnych, ale obarczonych wysokim ryzykiem technologii;
  • Baldrige Performance Excellence Program, który administruje Malcolm Baldrige National Quality Award , najwyższą narodową nagrodą za wyniki i doskonałość biznesową.

Laboratoria NIST Boulder są najbardziej znane z NIST-F1 , w którym znajduje się zegar atomowy . NIST-F1 służy jako źródło oficjalnego czasu narodowego. Na podstawie pomiarów naturalnej częstotliwości rezonansowej cezu — która definiuje drugą — NIST nadaje sygnały czasu za pośrednictwem długofalowej stacji radiowej WWVB w pobliżu Fort Collins w Kolorado oraz krótkofalowych stacji radiowych WWV i WWVH zlokalizowanych w pobliżu Fort Collins i Kekaha na Hawajach , odpowiednio.

NIST prowadzi również placówkę naukową dla użytkowników neutronów : NIST Center for Neutron Research (NCNR). NCBR zapewnia naukowcom dostęp do różnorodnych rozpraszających neutrony , które wykorzystują w wielu dziedzinach badawczych (materiałoznawstwo, ogniwa paliwowe, biotechnologia itp.).

SURF III Synchrotron Ultraviolet Radiation Facility jest źródłem promieniowania synchrotronowego , działającym nieprzerwanie od 1961 roku. SURF III służy obecnie jako krajowy standard w USA dla radiometrii opartej na źródle w całym uogólnionym widmie optycznym. Wszystkie NASA do obserwacji w ekstremalnym ultrafiolecie były kalibrowane w SURF od lat 70. XX wieku, a SURF jest używany do pomiarów i charakteryzacji systemów do litografii w ekstremalnym ultrafiolecie .

Centrum Nauki i Technologii w Nanoskali (CNST) prowadzi badania w dziedzinie nanotechnologii , zarówno poprzez wewnętrzne wysiłki badawcze, jak i poprzez prowadzenie dostępnego dla użytkownika zakładu nanoprodukcji w pomieszczeniach czystych . Ten „NanoFab” jest wyposażony w narzędzia do litograficznego i obrazowania (np. mikroskopy elektronowe i mikroskopy sił atomowych ).

Komitety

NIST ma siedem stałych komisji:

Projektowanie

Logo NIST o szerokości 40 nm wykonane z atomów kobaltu

Pomiary i normy

W ramach swojej misji NIST dostarcza przemysłowi, środowisku akademickiemu, rządowi i innym użytkownikom ponad 1300 Standardowych Materiałów Referencyjnych (SRM). Te artefakty są certyfikowane jako posiadające określone cechy lub zawartość komponentów, używane jako standardy kalibracji sprzętu i procedur pomiarowych, wzorce kontroli jakości dla procesów przemysłowych i eksperymentalne próbki kontrolne.

Podręcznik 44

NIST publikuje Podręcznik 44 każdego roku po dorocznym spotkaniu Krajowej Konferencji Miar i Wag (NCWM). Każde wydanie jest opracowywane przy współpracy Komitetu ds. Specyfikacji i Tolerancji NCWM oraz Wydziału Wag i Miar (BMR) NIST. Celem książki jest częściowe wypełnienie ustawowego obowiązku „współpracy z państwami w zapewnieniu jednolitości praw miar i miar oraz metod kontroli”.

NIST publikuje różne formy tego, co obecnie nazywa się Handbook 44 od 1918 roku i zaczął publikować pod obecną nazwą w 1949 roku. Wydanie z 2010 roku jest zgodne z koncepcją podstawowego wykorzystania miar SI (metrycznych) zalecanych przez Omnibus Foreign Trade and Ustawa o konkurencyjności z 1988 r . .

Bezpieczeństwo wewnętrzne

NIST opracowuje ogólnorządowe standardy dokumentów tożsamości dla pracowników federalnych i kontrahentów, aby uniemożliwić osobom nieupoważnionym dostęp do budynków rządowych i systemów komputerowych. [ potrzebne źródło ]

Śledztwo w sprawie zawalenia się World Trade Center

W 2002 roku ustawa National Construction Safety Team Act upoważniła NIST do przeprowadzenia dochodzenia w sprawie zawalenia się budynków World Trade Center 1 i 2 oraz 47-piętrowego 7 World Trade Center. „Dochodzenie w sprawie zawalenia się World Trade Center”, kierowane przez głównego śledczego Shyama Sundera, obejmowało trzy aspekty, w tym budynek techniczny i bezpieczeństwo przeciwpożarowe dochodzenie w celu zbadania czynników przyczyniających się do prawdopodobnej przyczyny zawalenia się Wież WTC (WTC 1 i 2) oraz WTC 7. NIST ustanowił również program badawczo-rozwojowy w celu zapewnienia podstaw technicznych dla ulepszonych przepisów budowlanych i przeciwpożarowych, norm i praktyk oraz program rozpowszechniania i pomocy technicznej w celu zaangażowania liderów społeczności budowlanej i budowlanej we wdrażanie proponowanych zmian w praktykach, normach i kodeksach. NIST zapewnia również praktyczne wskazówki i narzędzia, aby lepiej przygotować właścicieli obiektów, wykonawców, architektów, inżynierów, służby ratownicze i organy regulacyjne do reagowania na przyszłe katastrofy. Dochodzeniowa część planu reagowania została zakończona wraz z opublikowaniem raportu końcowego w sprawie 7 World Trade Center w dniu 20 listopada 2008 r. Raport końcowy w sprawie wież WTC — zawierający 30 zaleceń dotyczących poprawy bezpieczeństwa budynku i użytkowników — został opublikowany 26 października , 2005.

Technologia wyborcza

NIST współpracuje z Komitetem Rozwoju Wytycznych Technicznych Komisji Wsparcia Wyborów w celu opracowania Wytycznych Dobrowolnego Systemu Głosowania dla maszyn do głosowania i innych technologii wyborczych.

Dalsze informacje: Certyfikacja maszyn do głosowania

Ramy bezpieczeństwa cybernetycznego

W lutym 2014 NIST opublikował Ramy bezpieczeństwa cybernetycznego NIST , które służą jako dobrowolne wytyczne dla organizacji w zakresie zarządzania i ograniczania ryzyka związanego z cyberbezpieczeństwem. Został on później zmieniony i wersja 1.1 została opublikowana w kwietniu 2018 r. Rozporządzenie wykonawcze 13800, Wzmocnienie bezpieczeństwa cybernetycznego sieci federalnych i infrastruktury krytycznej, uczyniło Ramy obowiązkowymi dla agencji rządu federalnego USA.

Podkreśla znaczenie wdrożenia architektury Zero-trust (ZTA) , która koncentruje się na ochronie zasobów na obwodzie sieci. ZTA stosuje zasady zerowego zaufania, które obejmują „nigdy nie ufaj, zawsze weryfikuj”, „zakładaj naruszenie” i „najmniej uprzywilejowany dostęp”, aby chronić użytkowników, zasoby i zasoby. Ponieważ ZTA nie ma dorozumianego zaufania do użytkowników w obrębie sieci, uwierzytelnianie i autoryzacja są przeprowadzane przed każdym etapem transakcji cyfrowej. Zmniejsza to ryzyko nieautoryzowanego dostępu do zasobów.

Ludzie

Czterech naukowców z NIST otrzymało Nagrody Nobla za pracę w dziedzinie fizyki : William Daniel Phillips w 1997 r., Eric Allin Cornell w 2001 r., John Lewis Hall w 2005 r. i David Jeffrey Wineland w 2012 r., co jest największą liczbą ze wszystkich laboratoriów rządowych USA. Cała czwórka została doceniona za pracę związaną z laserowym chłodzeniem atomów, co jest bezpośrednio związane z rozwojem i rozwojem zegara atomowego. W 2011 roku Dan Shechtman otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii za pracę nad kwazikryształami w Wydziale Metalurgii w latach 1982-1984. Ponadto John Werner Cahn otrzymał w 2011 r. Nagrodę Kioto w dziedzinie nauki o materiałach, a Narodowy Medal Nauki został przyznany naukowcom NIST Cahn (1998) i Wineland (2007). Inne godne uwagi osoby, które pracowały w NBS lub NIST to:

Dyrektorzy

Główny artykuł: Lista dyrektorów Narodowego Instytutu Standardów i Technologii

Od 1989 roku dyrektor NIST jest nominowany przez prezydenta i jest zatwierdzany przez Senat Stanów Zjednoczonych , a od tego roku średnia kadencja dyrektorów NIST spadła z 11 lat do 2 lat. Od reorganizacji NIST w 2011 roku dyrektor posiada również tytuł Podsekretarza Handlu ds. Standardów i Technologii. Piętnaście osób oficjalnie piastowało to stanowisko (oprócz czterech pełniących obowiązki dyrektorów, którzy pełnili tę funkcję tymczasowo).

Patenty

NIST posiada patenty w imieniu rządu federalnego Stanów Zjednoczonych , przy czym co najmniej jeden z nich jest przechowywany w celu ochrony użytku publicznego, na przykład na zegar atomowy w skali chipa , opracowany przez zespół NIST jako część DARPA konkurs.

Kontrowersje dotyczące standardu NIST SP 800-90

We wrześniu 2013 roku zarówno The Guardian, jak i The New York Times poinformowały, że NIST zezwolił Agencji Bezpieczeństwa Narodowego (NSA) na wstawienie kryptograficznie bezpiecznego generatora liczb pseudolosowych o nazwie Dual EC DRBG do standardu NIST SP 800-90 , który miał kleptograficzne tylne wejście , które NSA można użyć do potajemnego przewidywania przyszłych wyników tego generatora liczb pseudolosowych umożliwiając w ten sposób potajemne odszyfrowywanie danych. Obie gazety donoszą, że NSA potajemnie pracowała nad zatwierdzeniem własnej wersji SP 800-90 do użytku na całym świecie w 2006 roku. Dokument informujący o nieprawidłowościach stwierdza, że ​​„w końcu NSA została jedynym redaktorem”. Raporty potwierdzają podejrzenia i podstawy techniczne podnoszone publicznie przez kryptografów w 2007 r., że EC-DRBG może zawierać kleptograficzny backdoor (być może umieszczony w standardzie przez NSA).

NIST odpowiedział na zarzuty, stwierdzając, że „NIST pracuje nad publikowaniem możliwie najsilniejszych standardów kryptograficznych” i że wykorzystuje „przejrzysty, publiczny proces w celu rygorystycznej weryfikacji naszych zalecanych standardów”. Agencja stwierdziła, że ​​„było pewne zamieszanie co do procesu opracowywania standardów i roli różnych organizacji w nim… Agencja Bezpieczeństwa Narodowego (NSA) uczestniczy w procesie kryptografii NIST ze względu na swoją uznaną wiedzę fachową. NIST jest również wymagany przez statutu do konsultacji z NSA”. Uznając wyrażone obawy, agencja ponownie otworzyła okres publicznego komentowania publikacji SP800-90, obiecując, że „jeśli zostaną znalezione luki w tych lub innych standardach NIST, będziemy współpracować ze społecznością kryptograficzną, aby jak najszybciej się nimi zająć”. Ze względu na publiczną troskę o to kryptowirusologicznego , NIST usunął algorytm EC-DRBG ze standardu NIST SP 800-90.

Publikacje

Przewodnik po NIST w formacie PDF

Zobacz też

Linki zewnętrzne


Pobrane z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=National_Institute_of_Standards_and_Technology&oldid=1134213989 ”