你好,我是何为舟。

安全漏洞的源头是开发,只有当开发人员写出了包含安全漏洞的代码,黑客才有可乘之机。因此,如何保障开发写出更“安全”的代码,是安全防护工作中最关键的一环。

2004年,微软提出了SDL(Security Development Lifecycle,安全开发生命周期)。因为对安全和隐私的考虑贯穿了整个软件的开发进程,SDL能够帮助开发人员写出更“安全”的代码,在解决安全合规需求的同时,也能减少由安全问题带来的损失。

和安全标准一样,SDL本质上是一个宏观指导性质的框架。但是,它确实成为了很多公司建设安全开发体系的参照标准。各个公司依据微软的SDL标准,结合自身的实际情况,衍生出了适合公司自身发展的SDL。今天,我们就一起来学习,到底什么是SDL,以及SDL是如何让开发写出更安全的代码的。

SDL中的基础概念

我们先来看一个软件开发中的经典概念:软件开发生命周期DLC(Software Development Life Cycle)(这个概念的英文缩写种类比较多,为了和SDL区分,我们用DLC代表软件开发生命周期)。SDL是以软件开发生命周期为基础发展成的安全框架,所以,了解DLC能够帮助我们更好地认识SDL。

DLC将软件开发过程分为5个阶段:需求分析、设计、开发、测试和部署。DLC对5个阶段的具体描述,都是以业务功能为核心进行展开的,并没有涵盖安全的工作。这显然不安全。

而且我们都知道,安全问题对公司的威胁是客观存在的。因此,很多公司将安全纳入到测试的工作中。但是,这种做法会导致两个问题:第一,安全问题要等到软件开发完成后才能发现。这个时候,因为一个安全隐患(不是BUG),让开发人员重启开发流程,推动上会遇到较大的阻力;第二,只能关注到最终完成的软件,往往会导致安全人员因为对业务了解不足,漏过一些安全隐患。这些问题的出现,让业内亟需一个能够更好地满足安全需求的软件开发流程,SDL也就应运而生了。

什么是SDL?

SDL的出现不是为了颠覆传统的DLC框架,而是希望在DLC中加入足够清晰的安全需求,以此来为软件开发的过程提供完整的安全防护。SDL的标准执行流程有7个步骤:安全培训、需求分析、设计、开发、测试、部署和响应。流程如下图:

接下来,我们就一起来看一下,这些步骤中都包含哪些安全工作。

1. 培训

在SDL中,安全培训是第一步。之所以会这么设计,就是因为很多公司都对安全人员给予了过高的期望,认为他们能够解决一切的安全问题,而忽略了对开发、测试、运维等人员的安全意识培训。这就导致安全人员一直处于一个“救火”的状态,无法从根本上杜绝安全问题的产生。

因此,SDL中明确提出:开发、测试、运维和产品经理每年至少进行一次安全培训。培训的内容包括安全概念和框架、威胁评估、Web安全、安全测试以及隐私保护等。

2. 需求分析

SDL要求在需求分析的过程中,我们必须把安全防护的需求考虑进来。在需求分析阶段,安全人员提出的防护需求主要包括三个方面。

这三个方面的安全需求,能够为软件开发划定最低的安全保障,也能够时刻提醒软件开发环节的各个人员保持对安全的关注。

3. 设计

对需求进行分析整理之后,我们就需要对软件的功能和架构进行设计了。那我们都需要设计些什么呢?其实就是为后续的开发、测试和部署环节制定响应的方案和计划。针对上面整理出的三个方面的安全需求,我们也需要在设计环节中,给出具体的实现方案。

在设计的过程中,我们需要对安全和开发成本进行平衡考量,使得最终的安全设计方案能够被所有项目人员认可。

4. 开发

在开发阶段,安全人员的工作则是尽可能地避免开发人员的代码出现安全问题。那究竟应该怎么做呢?其实,我们可以通过限制工具和方法、定期审查代码来实现。

首先,我们可以限制开发人员使用的工具和方法。比如:为了避免插件漏洞,我们可以只允许开发人员使用通过我们验证的插件和工具;为了避免SQL注入漏洞的出现,我们可以限制开发人员使用字符串拼接的方式执行SQL等。

其次,我们也需要对开发人员产出的代码进行定期的安全审查,通过人工或者工具分析,发现一些没有得到限制的安全漏洞。比如,没有对用户的输入进行验证等。

5. 测试

在测试阶段,测试人员会对软件的功能进行测试,安全人员需要对软件的安全性进行测试。测试的内容主要包括两个方面。

一方面,我们需要评估软件是否符合当初的安全设计方案,是否存在不一致的地方。有的时候,虽然我们在设计的时候考虑了最小权限原则,但是在实际开发的过程中,也可能由于开发人员的理解偏差或者BUG,导致权限滥用的出现。因此,在测试阶段我们需要依据当初的安全设计方案,一项一项去确认是否符合要求。

另一方面,我们要进行动态的安全测试。动态测试的方法有两种,执行漏洞扫描和进行模糊测试。漏洞扫描很好理解,我们可以通过向软件发起一些测试性的攻击脚本,来验证是否存在漏洞。模糊测试就是不断向软件发起随机或者异常的请求,然后看软件是否出现报错等情况,以此来检测可能存在的漏洞。

6. 部署

在测试完成之后,软件就可以准备部署上线了。

到这一步,可以说安全人员已经把安全漏洞出现的可能性降到最低了。但是,我经常说“没有100%的安全,安全人员需要随时为可能发生的安全事件做好防护准备”,所以,在软件上线前,我们需要做好安全预案。

我来举个例子。一旦出现数据泄露事件,运维人员必须第一时间对数据库进行隔离,开发人员需要下线软件相关功能,产品人员需要做好用户的安抚工作,安全人员需要立即对相关日志进行保存,然后分析事件产生的原因。这就是一个安全预案的基本框架,但是每一步的具体操作,还需要我们根据实际情况来细化。

预案准备完成之后,我们还需要再一次进行安全确认工作。这个过程主要是来确定,软件的整个开发流程是否有严格按照既定的SDL流程进行,以及最终的软件是否满足我们开始提出的三个安全需求。

在各项事情都确认完毕之后,我们就需要对整个项目进行归档了。归档之后,包括代码、需求列表、设计方案和应急预案在内的所有的内容都不允许改动。

完成了安全预案、安全确认和归档之后,我们就可以进行软件的最终部署上线了。

7. 响应

软件上线之后,安全人员所需要做的,就是及时响应和处理安全事件。这就需要用到我们在部署阶段制定的安全预案了,为了执行这个安全预案,我们需要成立安全应急响应小组。这个小组的工作就是对安全事件以及外界的漏洞情报进行监控,一旦发现安全事件立即对事件进行评估,决定需要启动的安全预案。通过安全应急响应小组,我们可以保持对线上软件安全的时刻监控,保障软件的安全和稳定。

现在,相信你已经能够理解SDL是如何从根源上解决安全问题的了。我来简单总结一下:SDL通过安全培训来解决人的问题,然后在需求和设计阶段提出安全需求,在开发和测试阶段发现安全漏洞,最终在部署和响应阶段处理安全问题。

如何推动SDL落地?

尽管SDL能够从根本上解决安全问题,但是SDL的落地却依然存在较大挑战。最主要的原因就在于,SDL更像一个规章制度,它必须获得开发人员的认可,而大部分的开发人员很排斥安全制度。

尽管如此,为了提升公司的整体安全性,我们要尽力推动它落地。那究竟该怎么做呢?我们可以从三方面入手,降低推动SDL落地的难度。

1. 我们要基于现有的制度拓展SDL。

如果公司已经比较成功地实施了DLC,那SDL的成功落地就已经实现一半了。因为这说明,开发人员已经在一定程度上认可或者接受了这种制度化,我们只需要在此基础上再加入一部分安全内容,就能实现SDL的落地了。这对开发人员的影响不大,也就更容易接受。

因此,我个人建议不要从零开始强推SDL,应该循序渐进,先定义好普通软件开发的制度,再加入安全元素。

2. 我们在落地SDL的时候要灵活变通,不要生搬硬套。

SDL的执行流程非常厚重,如果我们严格按照SDL的标准流程执行,在软件开发的每个步骤中加入一定的安全工作,这无论对谁都是不小的负担。所以,我们要根据公司的实际情况灵活变通。

变通的方法有很多,实现方式上的变通是最常见的一种。我来说几个常见的例子。

总之,实现方式上的变通就是将SDL的各个环节按照开发人员最认可的形式,进行灵活的设计和运转,提升SDL的落地效率。

3. 在SDL的覆盖面上,我们也可以有所取舍。

每个公司都有大大小小的多个业务线,让每个业务线都严格遵守这个SDL流程,是很难实现的。因此,对于一些量级小、敏感数据少的业务,我们可以适当降低安全标准。

以开发设计环节为例,我们可以不需要根据具体业务提出具体的安全需求,而是梳理出一份包含常见的安全设计方法的通用列表(包含认证规范、加密标准等)。然后,直接将这个列表发放到开发人员手上,让他们自评。这样既提升了开发人员的工作效率,又降低了我们的工作量。

总结

好了,今天的内容讲完了。我们来一起总结回顾一下,你需要掌握的重点内容。

SDL可以从根源上解决安全问题:通过加入安全的角色和职责,SDL让安全贯穿软件开发的整个生命周期;通过事前的培训和事后的应急响应,SDL为软件提供了额外的安全防护保障。

尽管SDL非常实用,但是它的落地仍然面临很多问题。为了推动SDL落地,我们要基于公司已有的开发流程和机制,灵活部署SDL。这样我们才能在做出最小改变的情况下,仍然将安全贯穿于软件开发的各个流程之中,提升公司整体的安全性。

目前,安全仍然是一个比较特殊的工作,并没有纳入到软件开发的必备工作中去,这也是SDL在国内成功案例并不多的一个主要原因。但是我相信,正如微软等老牌企业的发展历程一样,随着IT行业的不断发展,安全工作会和测试工作一样,逐渐变成一个必备环节。SDL也会成为各个公司的核心规则制度,被大部分人接受。

思考题

最后,我们来看一道思考题。

SDL的成功落地需要开发人员的支持和安全人员的高效率工作。你可以思考一下,在SDL落地的开发和测试中,有哪些工作是可以通过工具来自动或者半自动化地完成的呢?这些工具的工作原理又是怎么样的呢?

欢迎留言和我分享你的思考和疑惑,也欢迎你把文章分享给你的朋友。我们下一讲再见!

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