ソフトウェアセキュリティ保証

ソフトウェア セキュリティ保証は、ソフトウェアに含まれ、ソフトウェアによって制御されるデータとリソースを保護するソフトウェアの設計と実装を支援するプロセスです。ソフトウェア自体はリソースであるため、適切なセキュリティを提供する必要があります。

ソフトウェアセキュリティ保証（SSA）は、ソフトウェアが、使用、制御、保護するデータやリソースの損失、不正確さ、改ざん、使用不可、または誤用から生じる可能性のある潜在的な損害と一致するセキュリティレベルで動作するように設計されていることを保証するプロセスです。^[1]

ソフトウェア セキュリティ保証プロセスは、ソフトウェアに含まれる、またはソフトウェアによって使用される情報を識別して分類することから始まります。情報は、その機密性に応じて分類する必要があります。たとえば、最も低いカテゴリでは、セキュリティ違反の影響は最小限です (つまり、ソフトウェア所有者の使命、機能、または評判への影響はごくわずかです)。ただし、最上位のカテゴリでは、影響が人命に脅威を与える可能性があり、ソフトウェア所有者の使命、機能、イメージ、または評判に回復不能な影響を与える可能性があり、重要な資産またはリソースの損失につながる可能性があります。

情報が分類されると、セキュリティ要件を開発できます。セキュリティ要件では、ネットワークアクセスと物理アクセスを含むアクセス制御、データ管理とデータ アクセス、環境制御 (電源、空調など) とオフライン ストレージ、人的資源のセキュリティ、監査証跡と使用記録に対処する必要があります。

ソフトウェアのすべてのセキュリティ脆弱性は、ソフトウェア内のセキュリティ バグまたは欠陥の結果です。ほとんどの場合、これらの欠陥は、(1) 不適合、つまり要件を満たしていないこと、および (2) ソフトウェア要件のエラーまたは省略という 2 つの主な原因によって発生します。

不適合は単純なもの（最も一般的なのはコーディング エラーまたは欠陥）もあれば、より複雑なもの（微妙なタイミング エラーまたは入力検証エラー）もあります。不適合に関する重要な点は、検証および検証技術は不適合を検出するように設計されており、セキュリティ保証技術は不適合を防止するように設計されていることです。ソフトウェア セキュリティ保証プログラムを通じてこれらの方法を改善することで、ソフトウェアのセキュリティを向上させることができます。

ソフトウェアベースのシステムで最も深刻なセキュリティ問題は、ソフトウェア要件がシステムの状況に対して不正確、不適切、または不完全な場合に発生します。残念ながら、要件のエラーや欠落は特定するのがより困難です。たとえば、ソフトウェアは通常の使用では要求どおりに動作しますが、要件が一部のシステム状態を正しく処理しない場合があります。システムがこの問題状態になると、予期しない望ましくない動作が発生する可能性があります。この種の問題は、ソフトウェアの分野では処理できません。これは、システム要件を開発してソフトウェアに割り当てたシステムおよびソフトウェア エンジニアリング プロセスの失敗が原因です。

ソフトウェア セキュリティ保証活動には、基本的に 2 つの種類があります。

1. 情報システムによって処理される情報に適切な機密カテゴリが割り当てられていること、およびシステム内で適切な保護要件が開発され、満たされていることを保証することに重点を置くものもあります。
2. その他には、ソフトウェアの制御と保護、およびソフトウェア サポート ツールとデータの制御と保護の確保に重点を置いています。

ソフトウェア セキュリティ保証プログラムでは、少なくとも次の点を保証する必要があります。

1. ソフトウェアのセキュリティ評価が実行されました。
2. ソフトウェアのセキュリティ要件が確立されています。
3. ソフトウェア開発および/または運用および保守 (O&M) プロセスに対してセキュリティ要件が確立されています。
4. 各ソフトウェアレビュー、つまり監査には、セキュリティ要件の評価が含まれます。
5. 既存のソフトウェアのセキュリティを確保し、提案された変更によってセキュリティ違反や脆弱性が誤って発生しないようにするために、構成管理および是正措置プロセスが実施されています。
6. ソフトウェアの物理的なセキュリティは十分です。

ソフトウェア開発プロセスを改善し、より優れたソフトウェアを構築することは、欠陥や脆弱性の少ないソフトウェアを作成することでソフトウェア セキュリティを向上させる方法です。第一のアプローチは、セキュリティ関連の機能を制御する重要なソフトウェア コンポーネントを特定し、開発およびテスト プロセス全体を通じてそれらに特別な注意を払うことです。このアプローチは、限られたセキュリティ リソースを最も重要な領域に集中させるのに役立ちます。

ソフトウェア セキュリティ保証アクティビティをサポートするために利用できる市販の(COTS) ソフトウェア パッケージは多数あります。ただし、使用する前に、これらのツールを慎重に評価し、その有効性を保証する必要があります。

ソフトウェア セキュリティを向上させる方法の 1 つは、ソフトウェア セキュリティに影響を与える可能性のある最も一般的な弱点について理解を深めることです。これを念頭に、現在、Mitre Corporationがスポンサーとなって、そのような弱点を特定して記述する Common Weaknesses Enumeration プロジェクト^[2]と呼ばれるコミュニティベースのプログラムが存在します。現在、非常に予備的な形式であるこのリストには、一般的なソフトウェアの弱点、欠陥、および欠陥の説明が含まれています。

セキュリティアーキテクチャ/設計分析は、ソフトウェア設計がセキュリティ要件を正しく実装しているかどうかを検証します。一般的に、セキュリティアーキテクチャ/設計分析には4つの基本的な手法が使用されます。 ^{[3] [4]}

ロジック分析では、ソフトウェア設計の 方程式、アルゴリズム、制御ロジックを評価します。

データ分析では、ソフトウェア コンポーネントの設計で使用される各データ項目の説明と使用目的を評価します。割り込みの使用とそれがデータに与える影響には特別な注意を払い、割り込み処理ルーチンが他のルーチンで使用される重要なデータを変更しないようにする必要があります。

インターフェース分析では、コンピュータのハードウェア、ソフトウェア、エンドユーザーなど、システムの他のコンポーネントとのソフトウェア コンポーネントのインターフェースの設計が適切かどうかを検証します。

制約分析では、要件によって課せられる制約と現実世界の制限に照らしてソフトウェア コンポーネントの設計を評価します。設計は、ソフトウェア コンポーネントに対する既知または予想されるすべての制約に対応する必要があります。これらの制約には、タイミング、サイズ、スループットの制約、入出力データの制限、方程式とアルゴリズムの制限、その他の設計上の制限が含まれます。

コード分​​析では、ソフトウェアのソース コードが正しく記述され、目的の設計が実装され、セキュリティ要件に違反していないことを確認します。一般的に、コード分析の実行に使用される手法は、設計分析で使用される手法と似ています。

セキュアコード レビューは、開発フェーズ中および開発フェーズの終了時に実施され、確立されたセキュリティ要件、セキュリティ設計コンセプト、およびセキュリティ関連の仕様が満たされているかどうかを判断します。これらのレビューは通常、レビュー グループへの資料のプレゼンテーションで構成されます。セキュア コード レビューは、レビュー対象のソフトウェアの開発に直接関与していない担当者が実施すると最も効果的です。

非公式のセキュア コード レビューは、必要に応じて実行できます。非公式のレビューを実行するには、開発者は 1 人以上のレビュー担当者を選択し、レビュー対象の資料を提供または提示するだけです。資料は、疑似コードや手書きのドキュメントなど、非公式なものでもかまいません。

正式なセキュア コード レビューは、各ソフトウェア コンポーネントの開発フェーズの最後に実施されます。ソフトウェアのクライアントは正式なレビュー グループを任命し、このグループがソフトウェア開発ライフ サイクルの次のステップに進むための「実行/中止」の決定を下したり、決定に影響を与えたりします。

セキュア コード検査またはウォークスルーは、製品をステップごとまたはソース コードの行ごとに詳細に検査することです。セキュア コード検査またはウォークスルーを実施する目的は、エラーを見つけることです。通常、検査またはウォークスルーを実行するグ​​ループは、開発、セキュリティ エンジニアリング、品質保証の同僚で構成されます。

ソフトウェアセキュリティ テストには侵入テストも含まれ、設計とコード分析の結果を確認し、ソフトウェアの動作を調査し、ソフトウェアがセキュリティ要件に準拠していることを確認します。セキュリティ テスト計画と手順に従って実施される特別なセキュリティ テストにより、ソフトウェアがセキュリティ要件に準拠していることが証明されます。セキュリティ テストでは、ソフトウェアの弱点を見つけ、セキュリティ要件に違反するような方法でソフトウェアが失敗する可能性のある極端または予期しない状況を特定することに重点を置いています。セキュリティ テストの取り組みは、多くの場合、「重要な」セキュリティ項目として分類されるソフトウェア要件に限定されます。

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