Instituto Nacional de Normas y Tecnología
Laboratorio de estándares de medición en Estados Unidos

Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST)
Descripción general de la agencia
Formado3 de marzo de 1901 ; hace 123 años (como Oficina Nacional de Normas), se convirtió en NIST en 1988 ( 3 de marzo de 1901 )
Sede100 Bureau Drive
Gaithersburg, Maryland , EE. UU.
39°07′59″N 77°13′25″O / 39.13306, -77.22361
EmpleadosAproximadamente 3.400 [1]
Presupuesto anual1.030 millones de dólares (año fiscal 2021) [2]
Ejecutivo de agencia
Departamento de padresMinisterio de comercio
Sitio webnist.gov

El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología ( NIST ) es una agencia del Departamento de Comercio de los Estados Unidos cuya misión es promover la innovación y la competitividad industrial estadounidenses. Las actividades del NIST están organizadas en programas de laboratorio de ciencias físicas que incluyen ciencia y tecnología a nanoescala , ingeniería , tecnología de la información , investigación de neutrones , medición de materiales y medición física. De 1901 a 1988, la agencia se denominó Oficina Nacional de Estándares . [4]

Historia

Fondo

Los Artículos de la Confederación , ratificados por las colonias en 1781, establecían:

Los Estados Unidos reunidos en Congreso tendrán también el derecho y poder únicos y exclusivos de regular la aleación y el valor de la moneda acuñada por su propia autoridad o por la de los respectivos estados, fijando los estándares de pesos y medidas en todos los Estados Unidos. [5]

El artículo 1, sección 8, de la Constitución de los Estados Unidos , ratificada en 1789, otorgó estos poderes al nuevo Congreso: "El Congreso tendrá poder... Para acuñar moneda, regular su valor y el de la moneda extranjera, y fijar el patrón de pesos y medidas". [6]

En enero de 1790, el presidente George Washington , en su primer mensaje anual al Congreso , dijo: "La uniformidad en la moneda, los pesos y las medidas de los Estados Unidos es un objetivo de gran importancia y, estoy convencido, será debidamente atendido". [7]

El 25 de octubre de 1791, Washington apeló nuevamente al Congreso:

La uniformidad de los pesos y medidas del país es uno de los objetivos importantes que la Constitución les ha sometido a ustedes y, si puede derivarse de un estándar a la vez invariable y universal, no debe ser menos honorable para el consejo público que conducente a la conveniencia pública. [8]

En 1821, el presidente John Quincy Adams declaró: "Los pesos y las medidas pueden considerarse entre las necesidades de la vida de cada individuo de la sociedad humana". [9] Sin embargo, no fue hasta 1838 que el gobierno de los Estados Unidos adoptó un conjunto uniforme de normas. [6]

Desde 1830 hasta 1901, la función de supervisión de pesos y medidas estuvo a cargo de la Oficina de Pesos y Medidas Estándar, que formaba parte del Servicio de la Costa (rebautizado como Servicio de la Costa de los Estados Unidos en 1836 y como Servicio Geodésico y Costero de los Estados Unidos en 1878) en el Departamento del Tesoro de los Estados Unidos . [10] [11] [12]

Oficina de Normas (1901–1988)

En 1901, en respuesta a un proyecto de ley propuesto por el congresista James H. Southard (republicano de Ohio), se fundó la Oficina Nacional de Normas con el mandato de proporcionar pesos y medidas estándar y de servir como laboratorio físico nacional de los Estados Unidos. Southard había patrocinado previamente un proyecto de ley para la conversión al sistema métrico de los Estados Unidos. [13]

Cuadro de actividades del NBS, 1915

El presidente Theodore Roosevelt nombró a Samuel W. Stratton como su primer director. El presupuesto para el primer año de funcionamiento fue de 40.000 dólares. La Oficina se hizo cargo de las copias de las barras de kilogramos y metros que eran los patrones de las medidas estadounidenses y estableció un programa para proporcionar servicios de metrología a los usuarios científicos y comerciales de los Estados Unidos. Se construyó un laboratorio en Washington, DC , y se adquirieron instrumentos de los laboratorios físicos nacionales de Europa. Además de pesas y medidas, la Oficina desarrolló instrumentos para unidades eléctricas y para la medición de la luz. En 1905 se convocó una reunión que sería la primera "Conferencia Nacional sobre Pesas y Medidas".

Inicialmente concebida como una agencia puramente de metrología , la Oficina de Normas fue dirigida por Herbert Hoover para establecer divisiones para desarrollar normas comerciales para materiales y productos. [13] Algunas de estas normas eran para productos destinados al uso gubernamental, pero las normas de productos también afectaban al consumo del sector privado. Se desarrollaron normas de calidad para productos que incluían algunos tipos de ropa, sistemas de frenos y faros de automóviles, anticongelante y seguridad eléctrica. Durante la Primera Guerra Mundial , la Oficina trabajó en múltiples problemas relacionados con la producción bélica, incluso operando su propia instalación para producir vidrio óptico cuando se cortaron los suministros europeos. Entre las guerras, Harry Diamond de la Oficina desarrolló un sistema de aterrizaje de aeronaves por radio de aproximación ciega . Durante la Segunda Guerra Mundial, se llevó a cabo investigación y desarrollo militar , incluido el desarrollo de métodos de pronóstico de propagación de radio , la espoleta de proximidad y el fuselaje estandarizado utilizados originalmente para el Proyecto Pigeon , y poco después la bomba guiada antibuque Bat guiada por radar autónoma y la familia Kingfisher de misiles portadores de torpedos.

Un espectrómetro de masas en uso en el NBS en 1948

En 1948, con financiación de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, el Bureau comenzó a diseñar y construir el SEAC , el Standards Eastern Automatic Computer. El ordenador entró en funcionamiento en mayo de 1950 utilizando una combinación de tubos de vacío y lógica de diodos de estado sólido . Casi al mismo tiempo, Harry Huskey construyó el Standards Western Automatic Computer en la oficina de Los Ángeles del NBS y lo utilizó allí para la investigación. En 1954 se construyó una versión móvil, DYSEAC , para el Cuerpo de Señales.

Instituto Nacional de Normas y Tecnología (desde 1988)

Debido a un cambio de misión, la "Oficina Nacional de Normas" se convirtió en el "Instituto Nacional de Normas y Tecnología" en 1988. [10] Tras los atentados del 11 de septiembre de 2001 , en virtud de la Ley del Equipo Nacional de Seguridad en la Construcción (NCST), el NIST llevó a cabo la investigación oficial sobre el derrumbe de los edificios del World Trade Center . Tras el derrumbe del edificio de condominios Surfside en 2021 , el NIST envió ingenieros al lugar para investigar la causa del derrumbe. [14]

En 2019, el NIST lanzó un programa llamado NIST on a Chip para reducir el tamaño de los instrumentos, de máquinas de laboratorio al tamaño de un chip. Las aplicaciones incluyen pruebas de aeronaves, comunicación con satélites para fines de navegación y temperatura y presión. [15]

En 2023, la administración Biden comenzó a planificar la creación de un Instituto de Seguridad de la IA de EE. UU. dentro del NIST para coordinar los asuntos relacionados con la seguridad de la IA . Según The Washington Post , se considera que el NIST "tiene una financiación y un personal notoriamente insuficientes", lo que podría representar un obstáculo para estos esfuerzos. [16]

Constitución

El NIST, conocido entre 1901 y 1988 como National Bureau of Standards (NBS), es un laboratorio de normas de medición , también conocido como National Metrological Institute (NMI), que es una agencia no reguladora del Departamento de Comercio de los Estados Unidos . La misión oficial del instituto es: [17]

Promover la innovación y la competitividad industrial de Estados Unidos mediante el avance de la ciencia , los estándares y la tecnología de medición de maneras que mejoren la seguridad económica y mejoren nuestra calidad de vida .

—  NIST

El presupuesto operativo del NIST para el año fiscal 2007 (1 de octubre de 2006 – 30 de septiembre de 2007) fue de aproximadamente 843,3 millones de dólares. El presupuesto del NIST para 2009 fue de 992 millones de dólares, y también recibió 610 millones de dólares como parte de la Ley de Recuperación y Reinversión Estadounidense . [18] El NIST emplea a unos 2.900 científicos, ingenieros, técnicos y personal administrativo y de apoyo. Alrededor de 1.800 asociados del NIST (investigadores invitados e ingenieros de empresas estadounidenses y países extranjeros) complementan el personal. Además, el NIST se asocia con 1.400 especialistas en fabricación y personal en casi 350 centros afiliados en todo el país. El NIST publica el Manual 44 que proporciona las "Especificaciones, tolerancias y otros requisitos técnicos para dispositivos de pesaje y medición".

Sistema métrico

El Congreso de 1866 hizo del uso del sistema métrico en el comercio una actividad legalmente protegida mediante la aprobación de la Ley Métrica de 1866. [ 19] El 20 de mayo de 1875, 17 de los 20 países firmaron un documento conocido como la Convención Métrica o el Tratado del Metro , que estableció la Oficina Internacional de Pesas y Medidas bajo el control de un comité internacional elegido por la Conferencia General de Pesas y Medidas . [20]

Organización

Complejo de laboratorio de medición avanzada en Gaithersburg
Vista aérea del campus de Gaithersburg en 2019
Laboratorios Boulder

El NIST tiene su sede en Gaithersburg, Maryland , y opera una instalación en Boulder, Colorado , que fue inaugurada por el presidente Eisenhower en 1954. [21] [22] [23] Las actividades del NIST están organizadas en programas de laboratorio y programas extramuros. A partir del 1 de octubre de 2010, el NIST se reorganizó reduciendo el número de unidades de laboratorio del NIST de diez a seis. [24] Los laboratorios del NIST incluyen: [25]

  • Laboratorio de Tecnología de las Comunicaciones (CTL) [26]
  • Laboratorio de Ingeniería (EL) [27]
  • Laboratorio de Tecnologías de la Información (ITL) [28]
  • Centro de Investigación de Neutrones (NCNR) [29]
  • Laboratorio de Medición de Materiales (MML) [30]
  • Laboratorio de Medición Física (PML) [31]

Los programas extramuros incluyen:

  • Hollings Manufacturing Extension Partnership (MEP), [32] una red nacional de centros para ayudar a los fabricantes pequeños y medianos a crear y conservar empleos, mejorar la eficiencia y minimizar el desperdicio mediante mejoras de procesos y aumentar la penetración en el mercado con estrategias de innovación y crecimiento;
  • Programa de Innovación Tecnológica (TIP), un programa de subvenciones en el que el NIST y los socios de la industria comparten los costos del desarrollo inicial de tecnologías innovadoras pero de alto riesgo;
  • Programa de Excelencia en el Desempeño Baldrige, que administra el Premio Nacional de Calidad Malcolm Baldrige , el premio más importante del país al desempeño y la excelencia empresarial.

Los laboratorios del NIST en Boulder son más conocidos por el NIST‑F1 , que alberga un reloj atómico . El NIST‑F1 sirve como fuente de la hora oficial de la nación. A partir de su medición de la frecuencia de resonancia natural del cesio (que define el segundo ), el NIST transmite señales horarias a través de la estación de radio de onda larga WWVB cerca de Fort Collins , Colorado, y las estaciones de radio de onda corta WWV y WWVH , ubicadas cerca de Fort Collins y Kekaha, Hawái , respectivamente. [33]

El NIST también cuenta con un centro de investigación para usuarios de la ciencia de los neutrones : el Centro de Investigación de Neutrones del NIST (NCNR, por sus siglas en inglés). El NCNR ofrece a los científicos acceso a una variedad de instrumentos de dispersión de neutrones , que utilizan en muchos campos de investigación (ciencia de los materiales, celdas de combustible, biotecnología, etc.).

La instalación de radiación ultravioleta sincrotrón SURF III es una fuente de radiación sincrotrón que ha estado en funcionamiento de forma continua desde 1961. Actualmente, SURF III es el estándar nacional de Estados Unidos para la radiometría basada en fuentes en todo el espectro óptico generalizado. Todos los instrumentos de observación ultravioleta extrema de la NASA se han calibrado en SURF desde la década de 1970, y SURF se utiliza para la medición y caracterización de sistemas para litografía ultravioleta extrema .

El Centro de Ciencia y Tecnología a Nanoescala (CNST) realiza investigaciones en nanotecnología , tanto a través de esfuerzos de investigación internos como mediante la gestión de una instalación de nanofabricación en sala limpia a la que pueden acceder los usuarios . Esta "NanoFab" está equipada con herramientas para la creación de patrones y la obtención de imágenes litográficas (por ejemplo, microscopios electrónicos y microscopios de fuerza atómica ).

Comités

El NIST tiene siete comités permanentes:

Proyectos

Un logotipo NIST de 40 nm de ancho hecho con átomos de cobalto

Medidas y estándares

Como parte de su misión, el NIST proporciona a la industria, el mundo académico, el gobierno y otros usuarios más de 1300 materiales de referencia estándar (SRM, por sus siglas en inglés). Estos artefactos están certificados por tener características específicas o contenido de componentes y se utilizan como estándares de calibración para equipos y procedimientos de medición, puntos de referencia de control de calidad para procesos industriales y muestras de control experimental.

Manual 44

El NIST publica el Manual 44 cada año después de la reunión anual de la Conferencia Nacional de Pesas y Medidas (NCWM). Cada edición se desarrolla mediante la cooperación del Comité de Especificaciones y Tolerancias de la NCWM y la División de Pesas y Medidas (WMD) del NIST. El propósito del libro es cumplir parcialmente con la responsabilidad estatutaria de "cooperar con los estados para garantizar la uniformidad de las leyes y los métodos de inspección de pesas y medidas".

El NIST ha estado publicando varias formas de lo que ahora es el Manual 44 desde 1918 y comenzó a publicarse con el nombre actual en 1949. La edición de 2010 se ajusta al concepto del uso principal de las medidas SI (métricas) recomendadas por la Ley Ómnibus de Comercio Exterior y Competitividad de 1988. [ 34] [35]

Seguridad nacional

El NIST está desarrollando estándares de documentos de identidad para empleados y contratistas federales a nivel gubernamental, con el fin de evitar que personas no autorizadas obtengan acceso a edificios gubernamentales y sistemas informáticos. [36]

Investigación sobre el derrumbe del World Trade Center

En 2002, la Ley del Equipo Nacional de Seguridad en la Construcción encomendó al NIST que llevara a cabo una investigación sobre el derrumbe de los edificios 1 y 2 del World Trade Center y del World Trade Center 7 de 47 pisos. La "Investigación del derrumbe del World Trade Center", dirigida por el investigador principal Shyam Sunder, [37] abarcó tres aspectos, incluida una investigación técnica de seguridad contra incendios y de construcción para estudiar los factores que contribuyeron a la causa probable de los derrumbes de las Torres del WTC (WTC 1 y 2) y el WTC 7. El NIST también estableció un programa de investigación y desarrollo para proporcionar la base técnica para mejorar los códigos, normas y prácticas de construcción y prevención de incendios, y un programa de difusión y asistencia técnica para involucrar a los líderes de la comunidad de la construcción y la edificación en la implementación de los cambios propuestos en las prácticas, normas y códigos. El NIST también está proporcionando orientación práctica y herramientas para preparar mejor a los propietarios de instalaciones, contratistas, arquitectos, ingenieros, personal de respuesta a emergencias y autoridades regulatorias para responder a futuros desastres. La parte de investigación del plan de respuesta se completó con la publicación del informe final sobre el 7 World Trade Center el 20 de noviembre de 2008. El informe final sobre las Torres Gemelas del WTC, que incluía 30 recomendaciones para mejorar la seguridad del edificio y de sus ocupantes, se publicó el 26 de octubre de 2005. [38]

Tecnología electoral

El NIST trabaja en conjunto con el Comité de Desarrollo de Directrices Técnicas de la Comisión de Asistencia Electoral para desarrollar las Directrices del Sistema de Votación Voluntaria para máquinas de votación y otra tecnología electoral.

Marco de ciberseguridad

En febrero de 2014, el NIST publicó el Marco de Ciberseguridad del NIST que sirve como guía voluntaria para que las organizaciones gestionen y reduzcan el riesgo de ciberseguridad. [39] Posteriormente se modificó y la versión 1.1 se publicó en abril de 2018. [40] La Orden Ejecutiva 13800, Fortalecimiento de la Ciberseguridad de las Redes Federales y la Infraestructura Crítica , hizo que el Marco fuera obligatorio para las agencias del gobierno federal de EE. UU. [39] Una extensión del Marco de Ciberseguridad del NIST es el Modelo de Madurez de Ciberseguridad (CMMC) que se introdujo en 2019 (aunque el origen del CMMC comenzó con la Orden Ejecutiva 13556). [41]

Se destaca la importancia de implementar una arquitectura de confianza cero (ZTA, por sus siglas en inglés) , que se centra en proteger los recursos en el perímetro de la red. ZTA utiliza principios de confianza cero que incluyen "nunca confiar, siempre verificar", "asumir una infracción" y "acceso con privilegios mínimos" para proteger a los usuarios, los activos y los recursos. Dado que ZTA no tiene una confianza implícita en los usuarios dentro del perímetro de la red, la autenticación y la autorización se realizan en cada etapa de una transacción digital. Esto reduce el riesgo de acceso no autorizado a los recursos. [42]

El NIST publicó un borrador del CSF 2.0 para comentarios públicos hasta el 4 de noviembre de 2023. El NIST decidió actualizar el marco para que sea más aplicable a las pequeñas y medianas empresas que lo utilizan, así como para adaptarse a la naturaleza en constante cambio de la ciberseguridad. [43]

En agosto de 2024, el NIST publicó un conjunto final de herramientas de cifrado diseñadas para resistir el ataque de una computadora cuántica. Estos estándares de cifrado poscuántico protegen una amplia gama de información electrónica, desde mensajes de correo electrónico confidenciales hasta transacciones de comercio electrónico que impulsan la economía moderna. [44]

Gente

Cuatro investigadores científicos del NIST han sido galardonados con el Premio Nobel por su trabajo en física : William Daniel Phillips en 1997, Eric Allin Cornell en 2001, John Lewis Hall en 2005 y David Jeffrey Wineland en 2012, que es la mayor cantidad de premios otorgados a un laboratorio del gobierno de Estados Unidos. Los cuatro fueron reconocidos por su trabajo relacionado con el enfriamiento de átomos mediante láser, que está directamente relacionado con el desarrollo y avance del reloj atómico. En 2011, Dan Shechtman fue galardonado con el Premio Nobel de Química por su trabajo sobre cuasicristales en la División de Metalurgia de 1982 a 1984. Además, John Werner Cahn fue galardonado con el Premio Kyoto de Ciencia de Materiales de 2011, y la Medalla Nacional de Ciencias ha sido otorgada a los investigadores del NIST Cahn (1998) y Wineland (2007). Otras personas notables que han trabajado en el NBS o el NIST incluyen:

Directores

Desde 1989, el director del NIST ha sido designado por el Presidente y es confirmado por el Senado de los Estados Unidos [45] , y desde ese año la duración promedio del mandato de los directores del NIST ha disminuido de 11 años a 2 años. Desde la reorganización del NIST en 2011, el director también ostenta el título de Subsecretario de Comercio para Normas y Tecnología. Quince personas han ocupado oficialmente el cargo (además de cuatro directores interinos que han servido de manera temporal).

Patentes

El NIST posee patentes en nombre del gobierno federal de los Estados Unidos , [46] y al menos una de ellas está bajo custodia para proteger el uso del dominio público, como una para un reloj atómico a escala de chip , desarrollado por un equipo del NIST como parte de una competencia de DARPA . [47]

Controversia en torno a la norma NIST SP 800-90

En septiembre de 2013, tanto The Guardian como The New York Times informaron que el NIST permitió a la Agencia de Seguridad Nacional (NSA) insertar un generador de números pseudoaleatorios criptográficamente seguro llamado Dual EC DRBG en el estándar NIST SP 800-90 que tenía una puerta trasera cleptográfica que la NSA puede usar para predecir de forma encubierta los resultados futuros de este generador de números pseudoaleatorios , lo que permite el descifrado subrepticio de datos. [48] Ambos artículos informan [49] [50] que la NSA trabajó de forma encubierta para lograr que su propia versión del SP 800-90 fuera aprobada para su uso mundial en 2006. El documento de denuncia afirma que "finalmente, la NSA se convirtió en el único editor". Los informes confirman las sospechas y los fundamentos técnicos planteados públicamente por los criptógrafos en 2007 de que el EC-DRBG podría contener una puerta trasera cleptográfica (quizás colocada en el estándar por la NSA). [51]

El NIST respondió a las acusaciones, afirmando que "el NIST trabaja para publicar los estándares criptográficos más sólidos posibles" y que utiliza "un proceso transparente y público para examinar rigurosamente nuestros estándares recomendados". [52] La agencia afirmó que "ha habido cierta confusión sobre el proceso de desarrollo de estándares y el papel de las diferentes organizaciones en él... La Agencia de Seguridad Nacional (NSA) participa en el proceso de criptografía del NIST debido a su reconocida experiencia. El NIST también está obligado por estatuto a consultar con la NSA". [53] Reconociendo las preocupaciones expresadas, la agencia reabrió el período de comentarios públicos para las publicaciones SP800-90, prometiendo que "si se encuentran vulnerabilidades en estos o cualquier otro estándar del NIST, trabajaremos con la comunidad criptográfica para abordarlos lo más rápidamente posible". [54] Debido a la preocupación pública por este ataque criptovirológico , el NIST rescindió el algoritmo EC-DRBG del estándar NIST SP 800-90. [55]

Publicaciones

Guía del NIST en formato PDF

Además de estas revistas, el NIST (y antes de él, la Oficina Nacional de Normas) cuenta con una sólida rama de publicación de informes técnicos. Los informes técnicos del NIST se publican en varias docenas de series, que cubren una amplia gama de temas, desde tecnología informática hasta construcción y aspectos de la normalización, incluidos pesos, medidas y datos de referencia. [56] Además de los informes técnicos, los científicos del NIST publican muchos artículos en revistas y conferencias cada año; se puede encontrar una base de datos de estos, junto con informes técnicos más recientes, en el sitio web del NIST. [57]

Véase también

Referencias

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  • NIST en el Registro Federal
  • Portal de publicaciones del NIST
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