美国国家标准与技术研究院(美国商务部主管的研究机构)

美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）直属美国商务部，成立于1901年3月3日，原名美国国家标准局（NBS），1988年8月，经美国总统批准改为美国国家标准与技术研究院（NIST）。总部所在地位于美国马里兰州盖瑟斯堡局道100号，分部设在科罗拉多州的布尔德，另有两个大学研究所。NIST的使命是：通过推动计量科学、标准和技术发，促进美国技术创新，提升产业竞争力，以加强经济安全，提高生活质量，主要通过4个研究所来达成其期望：国家计量研究所、国家工程研究所、材料科学和工程研究所、计算机科学技术研究所，集科技研发、计量与标准化、技术创新为一体，并根据国会授权制定事关国家重大利益的标准，负责协调联邦机构和私有部门的标准及合格评定程序，参与自愿性标准化服务。

NIST致力于推动测量科学、标准和技术发展，促进美国创新能力和工业竞争力，并成为关键测量解决方案的世界领导者，同时也推动公平标准的制定。2023年3月，美国明尼苏达双城大学研究人员和国家标准与技术研究院（NIST）的联合团队开发了一种制造自旋电子器件的突破性工艺，该工艺有可能成为半导体芯片新的行业标准。

历史沿革

根据美国科学家和企业的要求，美国国会于1901年3月3日批准成立了NIST，这是一个权威的国内测量和标准实验室。1905年，NIST召开了第一次全国度量衡会议（NCWM），以制定示范法、发布统一标准并为检查员提供培训。1905年，NIST开始为数百种产品和材料生产标准样品，被称为标准参考物质（SRM）。1913年，NIST设计了特殊的测试轨道车来检测大容量秤。1915年，NIST的调查成果被发布为全国首个示范性电气安全规范。1918年，NIST《家庭安全》出版。

1920年，NIST开始了音乐和语音的实验性广播，NIST利用这些广播来研究困扰早期无线电的技术问题。1923年，NIST开始从其位于马里兰州贝茨维尔的WWV电台广播标准频率，以帮助商业电台避免相互干扰信号。1926年，NIST的Serge Petrenko和Herbert Whittemore一起发明了测力环。1928年，NIST进行了消防测试，这些数据被纳入统一的建筑防火标准。1931年，NIST建造了一个产生精确辐射量的标准试验箱，以便科学家可以测试辐射探测器或剂量计，并进行首次国际比较。1931年9月16日，NIST发明了飞机着陆系统的“视觉型”信标，这种信标使机组人员能够在能见度不佳的情况下定位并降落在跑道上。NIST从1936年开始为美国海军设计和制造无线电探空仪。1943年，NIST的研究人员帮助发明、设计、测试和制造了无线电近炸引信，这种引信可以在爆炸物落地前将其引爆，以最大限度地扩大其对各种弹药的影响。1945年，NIST帮助设计和建造了第一枚成功用于战斗的全自动制导导弹。

1950年，NIST帮助设计和建造原始独立宣言、美利坚合众国宪法和美国权利法案的保护性外壳。1950年4月1日，标准东方自动计算机（SEAC）的速度为1兆赫，存储容量为6000字节，是世界上第一台内部编程的数字计算机，也是同类计算机中速度最快的。1953年，作为研究电池寿命工作的一部分，NIST科学家发现商业添加剂，包括一种名为AD-X2的添加剂，并不能提高电池性能。1953年，NIST和美国牙科协会合作发明了全景x光机，这使得只需一次曝光就能对整个口腔成像成为可能，从而最大限度地减少了对牙齿组织的辐射剂量。1951年，美国国家标准局在科罗拉多州博尔德破土动工。1954年9月1日，NIST实验室在科罗拉多州的博尔德成立。1956年，NIST的博尔德实验室开始从其KK2XEI电台广播实验性低频信号。1957年，拉塞尔·基尔希和他的同事们创建了第一张数字图像作为他们为标准东方自动计算机（SEAC）开发一种方法的努力的一部分，这是NIST设计和制造的第一代计算机，可以识别数字和字母。1958年在NIST发明的金刚石压砧能够产生比海平面高出数百万倍的压力，它预示着高压科学的诞生。

1962年4月13日，路易斯·布朗斯康和简·霍尔等人创建了实验室天体物理联合研究所，研究所是科罗拉多大学博尔德分校和NIST大学的合作项目。NIST数学函数手册于1964年首次出版。多尔夫斯“迪克”米利根在1963年加入NIST，已经在冷冻的氮气和氩气中捕获自由基足够长的时间来拍摄它们。1966年，NIST广播电台WWV，从马里兰州格林贝尔特搬迁到科罗拉多州柯林斯堡开始正式广播。NIST中子研究中心（NCNR）1963年开始建设，1966年完成。1969年至1971年间，罗素·杨、约翰·沃德和弗雷德里克·西尔在NIST开发的地形仪是一种测量表面微观地形的仪器，是扫描隧道显微镜（STM）的前身。1971年，NIST博尔德的Robert Kamper和James Zimmerman提出并演示了一种新的绝对温度计，其原理是电阻器（用于控制电流的设备）通过抖动电子产生随机噪声，噪声的大小仅取决于电阻器的温度和一个基本常数玻尔兹曼常数。NIST在1974年发布了第一份关于烟雾探测器的报告，该报告基于对各种家庭火灾场景的广泛测试。1977年，NIST发布了首个公开发布的数据加密标准（DES）。1985年，NIST成功地开发出世界上第一个实用、稳定且易于使用的1伏标准。1988年，NIST公布了近场天线测量不确定度评估模型，这是几十年工作的成果。NIST于1992年制作了世界上第一个DNA图谱标准SRM 2390。1996年，NIST的肯特·欧文发明了第一个实用的“过渡边缘”传感器，该传感器使用超导金属精确测量能量。1997年，NIST的Greg Linteris研究了重力如何影响燃烧；如何设计高效、清洁燃烧的内燃机；以及如何在哥伦比亚号STS-94航班上提高太空消防安全。1999年12月29日，经过史蒂夫·杰夫茨和道恩·米克霍夫四年的测试和开发，NIST F1成为了美国主要的时间和频率标准。

2000年3月1日，光学频率梳是激光物理学许多领域融合的结果，特别是NIST研究员约翰·霍尔稳定激光的技术。2000年10月2日，NIST选择了Rijndael算法作为国家新的高级加密标准（AES）。2001年10月9日，埃里克·康奈尔NIST大学和科罗拉多大学博尔德分校的JILA教授和他的同事们因创造了世界上第一个玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）而分享了2001年诺贝尔物理学奖。2004年1月28日，NIST/JILA研究员Deborah Jin和他的同事在钾气体中创造了第一个费米子凝聚体。2005年10月4日，NIST/JILA研究员约翰·霍尔因“对基于激光的精密光谱学的发展做出的贡献，包括光学频率梳技术”而分享了2005年诺贝尔物理学奖的一半频率梳是一种测量棒，可以高精度地确定另一个激光的频率，它可以实现从更好的时钟到关于宇宙本质的精细实验的广泛技术能力。2005年10月26日，NIST调查了世贸中心的建筑材料和技术条件，发布了关于WTC一号和WTC二号塌的最终报告。NIST于2008年完成了关于WTC 7号反应堆崩溃的最终报告科技建筑和消防安全调查。2010年，由蒂尔·罗森班德于2005年首次建造的NIST实验量子逻辑钟被认为是世界上最精确的时钟。2014年2月12日，NIST的改善关键基础设施网络安全的框架提供了一种结构，所有类型的组织都可以使用它来创建、评估或改进其网络安全计划。2014年3月26日，NIST对2011年密苏里州乔普林致命龙卷风的调查，揭示了应急通信、建筑设计实践和风力测量方面的漏洞。2016年7月28日，NIST发布了世界上最复杂的测量标准之一:彻底分析过的抗体蛋白生物制药行业将利用它来帮助确保包括癌症在内的各种健康状况的治疗质量。2019年12月5日，NIST弹道研究人员，制造了1963年约翰·肯尼迪总统遇刺身亡子弹碎片的数字复制品。2021年2月8日，NIST火灾研究人员通过调查导致火灾的条件并仔细重建现场来寻找答案病情发展的前24小时。2022年7月5日，NIST选择了前四种加密算法，它们最终将成为后量子密码标准的一部分。

2024年1月29日，美国国家标准与技术研究院发布，一次性食品级尼龙袋和内衬为低密度聚乙烯（LDPE）的热饮杯，在暴露于水时会释放纳米级塑料颗粒。该项研究采用动物实验，微塑料颗粒在被摄体内后，仅2小时即可穿过血脑屏障进入大脑。

使命愿景

使命

通过推进测量科学、标准和技术，增强经济安全并提高我们的生活质量，从而促进美国的创新和产业竞争力。

愿景

NIST将在创建关键测量解决方案和促进公平标准方面处于世界领先地位。我们的努力刺激创新，培育产业竞争力，并提高生活质量。

核心竞争力

测量科学、严格的可追溯性、标准的制定和使用。

核心价值观

NIST是一个具有强烈价值观的组织，这在我们的历史和当前工作中都有所体现。NIST的领导和员工将坚持这些价值观，以确保一个安全和尊重所有人的高绩效环境。

组织机构

负责人

劳里·洛卡西奥（Laurie E. Locascio），商务部主管标准和技术的主任兼副部长。

主任办公室

首席计量学家詹姆斯·奥尔特霍夫（James K. Olthoff）。

美国芯片

芯片项目办公室

迈克尔·施密特（Michael R. Schmidt）。

研发（R\u0026D）办公室

劳拉·维斯（Lora Weiss）。

实验室项目

副主任：查尔斯·h·罗明（Charles H. Romine）。

实验室项目

以上数据来源于

员工办公室

以上数据来源于

创新和行业服务

副主任：穆杰德·巴哈尔（Mojdeh Bahar）。

创新和行业服务

以上数据来源于

员工办公室

技术伙伴关系穆杰德·巴哈尔 (Mojdeh Bahar)（代理）。

管理资源

副主任：戴尔文·布罗克特。

管理资源

以上数据来源于

员工办公室

以上数据来源于

办公厅主任

办公厅主任：杰森·博姆（Jason Boehm）

以上数据来源于

委员会

先进技术访问委员会，在总统和国会制定的适用国家政策框架内，VCAT就国家标准与技术研究所的一般政策、组织、预算和计划进行审查并提出建议，并向商务部长提交年度报告以提交给国会。

NIST管理和安全蓝带委员会，2008年完成的工作商务部长于2008年成立了NIST管理与安全蓝丝带委员会，对NIST的管理结构和管理系统进行高级别审查，因为它们与安全政策、程序和实践有关。

NIST管理和安全蓝带委员会-II，2010年完成的工作NIST蓝带管理与安全委员会-II成立于2010年，旨在评估NIST在解决第一次调查结果方面的进展NIST蓝带委员会并确定加强NIST管理和安全的其他机会。

美国国家学院-国家研究委员会

自1959年以来，美国国家学院的科学、工程和医学委员会一直在评估NIST实验室项目的技术价值、相关性和质量。这个独立且内容广泛的《NASEM评论》小组由来自工业界、学术界、非营利组织以及其他联邦机构和政府实验室领导人中选出。他们关注于NIST全国持续需求和活动方面进行评估。

下设机构

NIST下设4个研究所：国家计量研究所、国家工程研究所、材料科学和工程研究所、计算机科学技术研究所。从事物理、生物和工程方面的基础和应用研究，以及测量技术和测试方法方面的研究，提供标准、标准参考数据及有关服务。

实验室和主要项目

实验室

通信技术实验室

通信技术实验室（CTL）通过对与先进通信相关的物理现象、材料性能和复杂系统的计量和理解进行前沿R\u0026D研究，促进先进通信技术的开发和部署。我们从事高速电子、无线系统计量、天线、网络设计和优化、频谱共享和公共安全通信方面的研究。

分部：公共安全通信研究处、射频技术部、智能互联系统部、频谱技术和研究部、无线网络部门。

工程实验室

工程实验室（EL）通过预测和满足技术密集型制造、建筑和信息物理系统（包括智能电网项目办公室）的测量科学和标准需求，以促进经济繁荣和提高生活质量的方式，促进美国在关键国家优先领域的创新和工业竞争力。

分部：建筑能源与环境部、火灾研究处、智能系统部、材料和结构系统部、系统集成部。

信息技术实验室

信息技术实验室（ITL）开发和传播信息系统互操作性、安全性、可用性和可靠性的标准、测量和测试，包括联邦机构和美国工业的网络安全标准和指南，通过计算机科学、数学和统计学的基础和应用研究支持这些标准和测量科学。

分部：应用和计算数学系、应用网络安全处、计算机安全司、信息获取司、软件和系统司、统计工程司。

材料测量实验室

材料测量实验室（MML）是化学、生物和材料科学测量的国家参考实验室，其活动范围从基础和应用研究到认证参考材料的开发和传播、经过严格评估的数据以及其他程序和工具，以确保测量结果的质量。MML还负责协调NIST全境标准参考物和标准参考数据程序。

分部：应用化学和材料部、生物分子测量部、生物系统和生物材料部、化学科学部、材料测量科学部、材料科学与工程分部、数据和信息办公室、参考资料办公室。

NIST中子研究中心

NIST中子研究中心（NCNR）的研究人员利用冷中子和热中子测量能力进行研究。该设施还作为来自学术界、工业界和其他政府机构的研究人员的国家用户设施。

物理测量实验室

PML物理测量实验室是测量科学领域的世界领导者。我们为商业和研究中使用的几乎每种测量制定了明确的美国标准，提供NIST可追溯性校准，并在全国范围内推广标准和最佳实践。

分部：应用物理系、微系统和纳米技术部、纳米器件表征部、度量衡办公室、量子测量部、量子物理学分部、量子传感器部门、辐射物理系、传感器科学部、时间和频率分割、美国测量尺。

用户设施

NIST中子研究中心

NIST中子研究中心（NCNR）是一个国家用户设施，为来自学术界、工业界和其他政府机构的研究人员提供冷中子和热中子测量能力。

纳米科学与技术中心

纳米科技中心（CNST），是物理测量实验室，通过为工业、学术界、NIST和其他政府机构提供世界一流的纳米级测量和制造方法和技术，支持美国纳米技术企业从发现到生产的整个过程。

研究试验台

NIST吸附剂表征和测试设施（FACT）

FACT是最近在美国能源部高级研究计划局（ARPA-E）的支持下委托的一个最先进的实验室，旨在解决测量气体和蒸汽吸附特性所固有的挑战。FACT支持开发吸附剂的计划，并通过提供材料吸附性能的公正测试和表征、建立测试程序以及传播可靠的吸附剂材料性能数据和测量最佳实践来服务于吸附剂材料研究界。

制造机器人试验台

NIST制造机器人试验台由几个实验室组成，位于NIST主校区的三栋建筑中。结合起来，这些可以作为先进制造和材料处理机器人研究的资源。试验台包含具有代表性的最先进制造机器人，包括专为在共享环境中与人类工人安全互动而设计的机器人。试验台还包括先进的多指夹持器、传感器、传送带和工业机器人手臂，可以安装在线性轨道或基座上。

国家火灾研究实验室

国家火灾研究实验室（NFRL）是一个能够在先进消防技术、工程消防安全、材料可燃性降低和荒地城市界面火灾领域进行大规模火灾研究的设施。随着重大设施扩建和升级的完成，NFRL现在是世界上唯一一家允许科学家和工程师在受控实验室条件下研究真实比例结构系统对实际火灾和机械载荷的反应的设施。

国家软件参考图书馆

国家软件参考图书馆拥有一个研究计算环境，其中包含来自20，000多个软件包和15，000个移动应用程序的40，000，000多个独特的原始文件。数据库包含元数据，包括文件名、字节大小、文件路径等。测试平台不可公开访问。为了使用测试床，软件必须提交给NSRL。NSRL团队可以针对文件集合运行您的作业，并在完成后将结果和代码返回给您。

NIST汽车轻量化中心（NCAL）

NCAL致力于为美国汽车行业和贱金属供应商开发必要的测量方法、标准和分析方法，以避免浪费的试错开发周期，并成功地将这一技术转让给行业客户。

NIST工业无线系统试验台

工业无线系统（IWS）试验台将现有和新兴的无线技术与各类工厂中的实时物理系统集成在一起。该测试平台旨在重建物理系统和射频（RF）环境，创建一个用于实施测量和测试方法的框架，以提高工厂工业无线部署的有效性、可靠性和安全性。

nSoft

nSoft联盟以一种新的模式运作，使工业研究项目能够进入联邦资助的研究机构，如NIST中子研究中心（NCNR）。该模型正被用于为软材料制造商合作开发基于中子的测量解决方案。

公共安全通信研究

PSCR实验室提供研究、开发、测试和评估，以促进全国范围内的通信互操作性。根据公共安全从业者提供的关键要求，PSCR计划为有线和无线标准委员会制定语音、数据、图像和视频通信标准提供了见解。

机器人测试设施

机器人测试设施位于NIST盖瑟斯堡校区，也称为207号建筑，是一个开发测量机器人性能的标准方法的实验室。该设施存放了用于测量机器人在各种抽象现实挑战任务下表现如何的工件和设备。该设施支持的应用领域包括城市搜索和救援、炸弹处理、军事地面行动和制造业。

智能制造系统

智能制造系统（SMS）试验台的目标是通过设计和构建能够在产品生命周期中进行智能制造研究和开发的试验台来扩展现有的以生产为中心的概念。这一过程应强调在制造业中引入信息物理基础设施的挑战和要求，并创造机会提供其他研究人员可能用于开发和验证智能制造技术的有形数据源。

主要项目

波多里奇卓越绩效计划

波多里奇计划负责监督美国唯一的卓越绩效总统奖，同时为那些致力于帮助组织改善的人提供标准、评估、工具、培训和社区。

制造推广伙伴关系(MEP)

霍林斯制造扩展合作伙伴关系（MEP）与美国中小型制造商合作，帮助他们创造和保留就业机会、增加利润并节省时间和资金。

先进制造办公室

先进制造办公室（OAM）的工作人员来自与制造业相关的联邦机构的代表以及来自制造公司和大学的研究员。该办公室与国防部、美国能源部、美国航空航天局、国家科学基金会、教育部和农业部合作开展工作。

特别计划办公室

特别计划办公室（SPO）促进NIST和外部社区之间的沟通和合作，重点关注关键的国家需求，包括法医、温室气体测量计划和国家安全标准计划。

技术伙伴关系办公室

技术伙伴关系办公室（TPO）使技术转让能够促进美国的竞争力，包括NIST和整个联邦政府的美国商务部。

服务和资源

标准和测量

NIST的测量、标准和法定计量服务组合提供了确保测量可追溯性、实现质量保证以及协调文件标准和监管实践的解决方案。NIST提供的工具、信息和培训及其员工的贡献和成果推动了研究和技术创新的进步，从而促进了美国经济的发展:发明、改进和商业化。

校准服务

NIST提供校准服务，为美国商业、工业和研究传播主要物理测量标准。校准服务通过传达精心挑选的仪器和人工制品的NIST测量结果，使客户的测量系统达到最高质量，并为其结果提供保证。

合格评定

符合性评估是对与产品、过程、系统、人员或机构相关的规定要求得到满足的证明。符合性评估可包括:供应商的符合性声明、抽样和测试、检查、认证、管理体系评估和注册、这些活动的能力认证以及认证计划能力的认可。根据《国家技术转让和进步法案》（NTTAA），NIST负责协调联邦、州和地方的文件标准和合格评定活动。

文件标准

文件标准可以规定术语的定义；组件的分类；程序的描述；尺寸、材料、工艺、产品、系统、服务或实践的规范；测试方法和取样程序；或者合身的描述和尺寸或力量的测量。根据《国家技术转让和进步法案》（NTTAA），NIST负责协调联邦、州和地方的文件标准和合格评定活动。

实验室认可

国家自愿实验室认证计划（NVLAP）为测试和校准实验室提供第三方认证，以响应立法行动或政府机构或私营部门组织的请求。NVLAP认可的实验室根据国际标准ISO/IEC 17025:2017发布的管理和技术要求进行评估。

质量体系

NIST质量体系是提供测量服务的基础:校准和特殊测试、标准参考材料和标准参考数据产品。NIST测量服务质量体系得到国际认可，并符合国际度量衡委员会（CIPM）关于承认国家测量标准的相互承认安排（MRA）的要求。因此，NIST质量体系被美洲计量系统质量体系特别工作组和区域计量组织与BIPM（JCRB）联合委员会认定为符合ISO/IEC 17025、ISO 17034和ISO 17043标准。BIPM是国际度量衡局。

标准参考

标准参考数据SRD

50多年来，NIST开发并分发了标准参考数据。搜索NIST数据网关，查看我们的70多个NIST标准参考数据网站列表。

标准参考仪器(SRI)

NIST通过生产和提供标准参比仪器来支持准确和兼容的测量，这些标准参比仪器可以让客户根据特定的NIST参比仪器设计进行参比测量或生成参比响应。

标准参考材料(SRM)

NIST通过认证和提供1，200多种成分和/或性能特征明确的标准参考物质来支持准确和兼容的测量。这些材料用于作为整体质量保证计划的一部分进行仪器单位校准，以验证特定测量的准确性并支持新测量方法的开发。

Standards.gov

standards是您获得标准解决方案的途径。该网站由NIST标准协调办公室维护，提供有关文件标准和合格评定的工具、程序、服务和教育资源。

时间服务

无论您需要使用我们的在线工具同步您的计算机时钟还是查找有关最近闰秒的数据，NIST互联网时间服务（ITS）都有您需要的信息。NIST运营着几个stratum-1网络时间服务器，这意味着它们的时间与NIST官方时间UTC（NIST时间）直接相关。它还提供有关协议和身份验证的信息，如日间、时间和NTP协议。

可追踪性

NIST制定了计量溯源组织政策和一套相关补充材料，其中包括对NIST测量服务客户常见问题的回答。NIST负责制定、维护和传播基本测量量和许多衍生测量量的国家标准（国际单位制的实现）。NIST还负责评估与这些测量标准值相关的测量不确定性。

度量衡办公室

我们的使命是通过促进国家和国际法定计量法律、法规、标准、测试程序和执法统一的技术活动，提高测量精度，加强消费者保护，促进公平竞争，并促进经济增长和贸易。

技术伙伴关系办公室

技术合作办公室（TPO）通过引领NIST研究人员用于开发从概念到实际应用的创新的技术转移过程来服务于我们的NIST客户。TPO构建了NIST研究人员与地区、国家和全球合作伙伴之间的合作关系，促进了企业家精神和小企业的发展，并提供了经济分析以支持这一进程。

数据

NIST研究生成数据，与工业、学术和政府系统合作，推进创新并提高生活质量。通过这些页面上列出的一套服务可以获得广泛的科学和技术数据资源。

特色内容：化学网络图书、国家脆弱性数据库、物理参考数据、标准参考数据(SRD)、公众对NIST研究的访问。

NIST研究图书馆

图书馆负责创建、维护和传播NIST知识库，以支持完成NIST科学、工程和技术使命所需的研究和管理需求。

计算机安全资源中心

访问控制政策和实施指南 ACP\u0026IG

信息和信息系统的充分安全是一项基本的管理责任。几乎所有涉及金融、隐私、安全或防御的应用程序都包含某种形式的访问（授权）控制。访问控制涉及确定合法用户的允许活动，调解用户访问系统资源的每一次尝试。

访问控制策略测试 ACPT

访问控制系统是最重要的安全组件之一。错误的策略、错误的配置或软件实现中的缺陷会导致严重的漏洞。访问控制策略的规范通常是一个具有挑战性的问题。通常，系统的隐私和安全性受到损害的原因是访问控制策略的错误配置，而不是密码原语或协议的故障。

基于属性的访问控制列线图

基于属性的访问控制（ABAC）的概念已经存在多年。它代表了逻辑访问控制范围上的一个点，从简单的访问控制列表到更强大的基于角色的访问，最后到基于属性评估提供访问的高度灵活的方法。

自动化密码验证测试 ACVT

加密算法验证程序（CAVP）和加密模块验证程序（CMVP）由NIST于1995年7月17日建立，以验证符合联邦信息处理标准（FIPS）140-1、加密模块安全要求和其他FIPS密码学标准的加密模块。FIPS 140-2于2001年5月25日发布，取代了FIPS 140-1。CMVP的当前实现如下图1所示。