SECRE'f  Department of Defense  INSTRUCTION  NUM BER S­4660 04  July  27  2011  ASD NII DoD CIO  SUBJECT   Encryption  of Imagery Transmitted by Airborne Systems and Unmanned Aircraft  Control Communications  U   References   U   See Enclosure 1  1   U   PURPOSE   This Instruction   a   U   Establishes policy  assigns responsibilities  and prescribes procedures for the  encryption  of unmanned aircraft control communications and wireless data transmissions  of still  and motion imagery from mann ed and unmanned airborne platforms  pods  and air and ground  terminals that receive still and motion imagery from airborne systems in accordance with the  authority in DoD Directive  DoDD  5144 1  Reference  a   b   U   Incorporates and cancels Assistant Secretary  of Defense for Networks and  Information Integration DoD Chief Information Officer  ASD Nil DoD CIO  Directive­Type  Memorandum 09­004  Reference  b  and ASD Nll DoD CIO Cryptographic Methods  Memorandum  Reference  c   c   U   Specifies interoperable encryption implementation standard for Unclassified  Secret   and Top Secret wireless transmission  of still and motion imagery and unmanned aircraft control  communications   d   U   Specifies the key management process to support cross­system interoperability  between air and ground terminals and airborne systems that transmit  or receive still and motion  imagery   2    U   APPLICABILITY   This Instruction applies to   a   U   OSD  the Military Departments  the Office  of the Chairman  of the Joint Chiefs  of  Staff and the Joint Staff  the Combatant Commands  the Office  of the Inspector General  of the  Department  of Defense  the Defense Agencies  the DoD Field Activities  and all other  organizational entities within the DoD  hereinafter referred to collectively as the  DoD  SECIH T DoDI S4660 04  July  27   2011  Components   b   U   Air  and  ground terminals that receive still  manned  and  unmanned airborne systems and pods   and  motion imagery wirelessly from  c   U   Unmanned aircraft control communications   d    U   Air  and  ground control stations that wirelessly transmit  imagery   3    U   DEFINITIONS   or receive still  and motion  See  Glossary   4    U   POLICY   It is DoD  policy that   a   U   Air  and ground  terminals that receive still  and  motion imagery from airborne systems  shall  be capable  of the interoperable methods  of encryption specified in sections 1 through 4  of  Enclosure 2   b   U   Still  and motion imagery transmitted wirelessly  by airborne systems shall  be  encrypted  as specified  in sections 1 through 4  of Enclosure 2   c    U   Unmanned aircraft control communications for unmanned aircraft systems  UASs   shall  be encrypted  by a National Institute  of Standards  and Technology  NIST  Federal  Information Processing Standard  FIPS  140­2 level 1  or higher encryption method   The  unmanned aircraft control communications may  be encrypted  by a different mode  of encryption  than the transmitted still  and motion imagery   Aircraft control communications  of UASs  that  carry kinetic weapons shall  be encrypted with National Security Agency  NSA  Central Security  Service  CSS  certified Type I encryption   5    U   RESPONSIBILITIES   See Enclosure 3   6    U   PROCEDURES   See Enclosure 2   7   U   RELEASABILITY   RESTRICTED   This Instruction is approved for restricted release   Authorized users may obtain copies  on the  SECRET  Internet Protocol Router Network from the  DoD  Issuances Website  at http www dtic smil mil whs directives   2  SECHE'I'  DoD   S­4660 04  July  27   2011  8    U   EFFECTIVE  DATE   This Instruction is effective immediately      t •   4       l   Teresa M  Takai  DoD  Chief  Information Officer  Enclosures  1   References  2   Procedures  3   Responsibilities  Glossary  3  f CIU 't' SECRFl'f  DoDI S­4660 4  July  27  2011  ENCLOSURE 1  REFERENCES  The content  of this enclosure is UNCLASSIFIED   a   DoD Directive 5144 1   Assistant Secretary  of Defense for Networks and Information  Integration DoD Chief Information Officer  ASD Nll DoD CIO  May 2  2005  b   Directive­Type Memorandum 09­004   Encryption  of Unmanned Aircraft Systems  UAS   Wireless Communications  April 7  2009  hereby cancelled    c   Assistant Secretary  of Defense for Networks and Information Integration DoD Chief  Information Officer Memorandum   Cryptographic Methods for the Protection  of  Unmanned Aircraft Systems  UAS  Wireless Communications  August  6  2009  hereby  cancelled   d   Information Assurance  Adviso f'  IAA  001­2007   Potential Implementations and Use  of  KGV­135A  January 12  2007  e   National Institute  of Standards and Technology  NIST  Special Publication 800­38A   Recommendation for Block Cipher Modes  of Operation  December 2001  f   Federal Information Processing Standards  FIPS  Publication 197   Advanced Encryption  Standard  AES  November 26  2001  g   Federal Information Processing Standards  FIPS  Publication 140­2   Security  Requirements for Cryptographic Modules  with changes  December 3  2002  h   Performance Specification for the Standard Common Data Link  COL  Waveform   specification 7681990 Rev  H  i   National Security Agency Central Security Service Manual 3­16  Control  of  Communications Security  COMSEC  Material  August 5  2005 2  j   DoD Directive 4630 05   Interoperability and Supportability  of Information Technology  IT  and National Security Systems  NSS  May 5  2004  k   Chairman  of the Joint Chiefs  of Staff Instruction 6212 0  lE   Interoperability and  Supportability  of Information Technology and National Security Systems   December 15  2008  3  1   Joint Concept  of Operations for Unmanned Aircraft Systems Second Edition m   Committee on National Security Systems  CNSS  Instruction No  4009   National  Information Assurance  IA  Glossary  April 26  2010  1 http www iad nsa smil mil resourcesllibrary  ia_adv _tech_bulletins_section index cfm  2  http www iad nsa smil mil resources library  nsa_office_of_policy  _section index cfm  3  https us jfcom mil   4  SECRE'f'  ENCLOSURE 1  SECR T DoDI S­4660 04  July 27  2011  ENCLOSURE2  PROCEDURES  U   1   U   SYSTEM INTEROPERABILITY   In  order  to ensure interoperable encryption  of  airborne still  and  motion imagery communications the  DoD  Components shall only use devices   systems  and technologies  in accordance with the following methods   a    U   KGV­135A with common data link  CDL  waveforms for Unclassified  Secret   or  Top Secret communications implemented  in accordance with Information Assurance Advisory  001­2007  Reference  d    1   U   The AES  module shall resynchronize automatically  if synchronization is lost   For AES implementation in conjunction with  CDL equipment use  the  AES  module shall  be self­ synchronizing using multiplexer frame synch bits to align the data blocks  in accordance with the  Performance Specification for  the  Standard  CDL Waveform  Reference  h   2    U   Figure 2  of Reference  f   defines the bit  I byte numbering for the 128­bit block  of the AES  algorithm   The first  bit of serial data shall  be stored  in the  bit­127  location as  shown  in Figure 2  of Reference  f   c   U   AES  for Unclassified non­CDL based systems shall also implement AES as defined  in this enclosure   d   U   Systems using the KGV­135A  or AES  shall  use  NSA CSS generated keys   e    U   As new encryption methods for the transmission and reception  of airborne still and  motion imagery are approved for implementation by NSA CSS  commercial  or government   they will be considered for inclusion as a standard interoperable encryption method in this  Instruction   The DoD  will seek  to leverage commercial encryption where operationally feasible   2    U   UNCLASSIFIED COMMUNICATIONS   DoD Components shall ensure that  unclassified airborne still and motion imagery communications and unmanned aircraft control  communications products are approved  by NSA CSS  and tested  by Joint Interoperability Test  Command  JITC   or an approved Service certification process  for interoperability   DoD  Components shall implement at least  one  of the following as  an interoperable method  of  encryption for unclassified data   5  S EC RET  ENCLOSURE2  SECK 'f DoDI S­4660 04  July  27  2011  a    U   Hardware­Based Encryption   Communications systems may have the KGV­135A  encryption module implemented in accordance with subparagraph 1 a   of this enclosure for the  encryption  of unclassified information   This encryption implementation shall use the  NSNCSS  provided KGV­135A encryption module and  NSNCSS  provided keys  or NSNCSS  approved  key sources   The decision to use the KGV­135A encryption module for unclassified  communications should  be  balanced against the need for interoperability  the threat  of data  interception  and the potential for algorithm compromise   b   U   Software­Based Encryption   Communications systems may implement AES in  accordance with paragraph l b   of this enclosure for the encryption  of unclassified information   This encryption implementation shall use  NSNCSS  provided AES encryption keys   3    U   CLASSIFIED COMMUNICATIONS   DoD Components shall ensure that classified  wireless communications implementations are approved  by  NSNCSS  for secure end­to­end  communications   Encryption products  devices  systems  and technologies used to transmit   store  or process classified information shall   a   U   Be reviewed and approved  by  NSNCSS  prior to acquisition and use   In order for a  product to  be  NSNCSS­approved  the product shall have its implementation  key  key  management  concept  of operations  CONOPS  and interoperability requirements independently  reviewed by  NSNCSS   b   U   Use the  NSNCSS  Type 1 KGV­135A encryption module with COL waveforms and  keyed for encrypting and decrypting the appropriate level  of classified and sensitive national  security information   4    U   KEY MANAGEMENT   The cryptographic period and supersession rate  of each key will  be  handled on a case­by­case basis by  NSNCSS  in coordination with the Combatant Commands   and shall  be  performed  in accordance with  NSNCSS  Manual 3­16  Reference  i   5    U   EXCEPTIONS  TO THIS INSTRUCTION  a    U   Group 1 UAS Exception   Due  to size  weight  and power considerations  Group 1  UASs are exempt until the ASD Nll DoD CIO and the Under Secretary  of Defense for  Acquisition  Technology  and Logistics  USD AT L  determine it is technically and fiscally  feasible to implement these encryption requirement s   b    U   Legacy  NSNCSS  Type 1 Encryption Exception   Legacy manned and unmanned  systems and pods that implement other  NSNCSS ­certified Type 1 products are exempt from  using the KGV­135A   c   U   Combatant Commanders  CCDRs  Exception   CCDRs may approve exceptions in  order to meet operational necessity   6  SECRE'f  ENCLOSURE 2  S'3CKE'f  DoDI S­4660 04  July 27  2011  d   U   Communications Relays Exception   Secondary wireless data links on airborne  systems that perform functions other than transmission  of still and motion imagery  and UAS  control  e g  data communications relays  may use other means  of encryption than those  specified in this Instruction   7  SEC REif  ENCLOSURE2  SECtiYf  DoDI S­4660 04  July 27  2011  ENCLOSURE3  RESPONSIBILITIES   U   1   U   ASD Nil DoD CIO   The ASD Nll DoD CIO shall monitor and provide oversight and  policy development for the encryption  of wireless airborne still and motion imagery transmitted  between air and ground terminals and the encryption  of unmanned aircraft control  communication   2    U   DIRECTOR  DEFENSE INFORMATION SYSTEMS AGENCY  DISA   The Director   DISA  under the authority  direction  and control  of the ASD NII DoD CIO and  in addition to  the responsibilities in section 5  of this enclosure  shall ensure that the Joint Interoperability Test  Command  JITC  performs interoperability testing and provides interoperability certification  of  devices deployed within the DoD  in accordance with DoDD 4630 05  Reference  G  and  Chairman  of the Joint Chiefs  of Staff Instruction  6212 0lE  Reference  k   3    U   DIRECTOR  NATIONAL SECURITY AGENCY CHIEF  CENTRAL SECURITY  SERVICE  DIRNSA   The DIRNSA  under the authority  direction  and control  of the Under  Secretary  of Defense for Intelligence and in addition to the responsibilities in section 5  of this  enclosure  shall   a   U   Provide management and oversight  for cryptographic key management to include  establishing policy  standards  and approving  or providing key management products and  services   b   U   Determine the cryptographic period and the supersession rate for AES keys and  NSA CSS Type 1 keys in coordination with the CCDRs   c    U   Review and approve encryption products  devices  systems  and technologies prior to  their acquisition and use   4   U   USD AT L   The USD AT L  in coordination with the ASD NII DoD CIO  shall  ensure acquisition compliance with encryption methods and develop a roadmap and  implementation timeline for Group 1  UASs  manned Intelligence  Surveillance  and  Reconnaissance  ISR  airborne systems  and pods   5    U   HEADS  OF THE DoD COMPONENTS   The Heads  of DoD Components shall   a   U   Ensure that all DoD Component airborne systems that transmit still and motion  imagery and unmanned aircraft control communications systems comply with this Instruction   8  SEC AE' f  ENCLOSURE3  SEC RH DoDI S­4660 04  July  27   2011  b   U   Deliver DoD Component joint airborne systems that transmit still and motion  imagery and implement interoperable encryption methods in accordance with the requirements  of this Instruction   c   U   Ensure all products used for the wireless transmission  of unclassified still and motion  imagery  are approved by  NSNCSS   and tested  by nTC  or an approved Service certification  process for interoperability   d   U   Ensure all products used for the wireless transmission  of classified still and motion  imagery are approved by  NSNCSS  for secure end­to­end communications   6   U   CCDRs   CCDRs shall in addition to the responsibilities  in section 5 of this enclosure   a   U   Determine their command's cryptographic period and the supersession rate for AES  keys and  NSNCSS  Type  1 keys  in coordination with the  NSNCSS   b   U   Approve exceptions to this Instruction in order to meet operational necessity   9  SEC lf ENCLOSURE3  DoDI S­4660 04  July  27   201 J GLOSSARY  PART I   ABBREVIATIONS AND ACRONYMS  The entire contents  of this Glossary are UNCLASSIFIED  AES  Advanced Encryption Standard  ASD NII DoD CIO  Assistant Secretary  of Defense for Networks and Information  Integration Department  of Defense Chief Information Officer  CCDR  CDL  css  Combatant Commander  common data link  Cipher Feedback Mode  concept  of operations  Central Security Service  DIRNSA  DISA  Do DD  Director  National Security Agency Chief Central Security Service  Defense Information Systems Agency  DoD Directive  PIPS  Federal Information Processing Standard  JSR  Intelligence  Surveillance  and Reconnaissance  JITC  Joint Interoperability Test Command  NIST  NSA  National Institute  of Standards and Technology  National Security Agency  VAS  USD AT L   unmanned aircraft system  Under Secretary  of Defense for Acquisition  Technology   Logistics  CFB  CON OPS  PART II   DEFINITIONS  Unless otherwise noted  these terms and their definitions are for the purpose  of this Instruction   air and ground terminals   Any devices capable  of receiving still and motion imagery wirelessly  from an airborne platform   Group  l VAS   Classification system for current UASs based primarily on three enduring  attributes   unmanned aircraft weight  normal operating altitude  and speed per the Joint Concept  of Operations for Unmanned Aircraft Systems  Reference  l   Group 1 UASs weigh less than 20  pounds and normally operate below 1 200 feet above ground level at speeds less than 250 knots   NSNCSS  Type  l Encryption   Defined in Committee on National Security Systems Instruction  10  SECRE'f'  GLOSSARY  SECRET  DoDI  S­4660 04  July 27   2011  No  4009  Reference  m   pods   Target designating  listening  or watching tools used by aircraft  for identifying targets   guiding precision guided munitions such as laser­guided bombs to their targets  and capturing  still and motion imagery   unmanned aircraft control communications   The communications between an operator and UAS  that are used to control the aircraft and payload   11  ECA E' f GLOSSARY