第3章-信息安全工程能力成熟度模型(SSE-CMM)ppt课件.ppt
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1、1 1第3章SSE-CMM工程3.1概述概述3.2SSE-CMM体系结构体系结构3.3SSE-CMM应用应用3.4ISSE与与SSE-CMM的比较的比较本章小结本章小结2 2信息安全工程能力成熟度模型(SSE-CMM)描述了一个组织的安全工程过程的本质特征。为了确保信息系统工程的良好安全性能,这些特征是必需的。SSE-CMM是由工程实现中所观察到的经验抽象而成,并没有限制一个特定的过程或顺序,3.1概述概述3 3这与ISSE基于时间维而限制特定的工程过程与步骤有很大不同,它的用途主要体现在对信息安全工程能力进行评估。该模型是信息安全工程实施的通用评估标准,包含以下内容:(1) 工程的整个生命周
2、期,包括系统开发、实施、运行、维护及淘汰等。(2) 整个组织机构的管理、组织和工程活动等。(3) 与其他学科和领域的紧密联系及作用,包括系统、软硬件、人类活动、测试工程,以及系统管理、运行和维护等。(4) 与其他组织机构的相互作用,包括信息获取、系统管理、产品认证与认可、可信度评估等。4 4通常,用户和安全产品的提供商都非常关注和重视安全产品、安全系统及安全服务的改进,并将其作为一项工程来实施。在安全工程领域中,已经有一些约定俗成的被广泛接受的准则,但这些准则缺少对产品、系统和服务的评估标准与方法,缺少一个能够全面评估安全工程实施的框架。SSE-CMM提供了这种框架,可以作为衡量系统安全性的标
3、准,以提高安全工程准则应用的性能。SSE-CMM的目标就是把安全工程发展成为一种有完整定义的、成熟的和可测量的工程学科。5 53.1.1SSE-CMM适用范围适用范围SSE-CMM规定了整个可信产品或安全系统生命周期的工程活动,包括概念定义、需求分析、设计、开发、集成、安装、运行、维护及淘汰。SSE-CMM可应用于安全产品开发商、安全系统开发商和集成商,以及提供安全服务和安全工程的组织机构,如金融、政府、学术等机构。尽管SSE-CMM是一个明确的信息安全工程模型,能够明显提升安全工程的能力,但并不意味着它独立于其他工程准则之外,相反,SSE-CMM提供了一种集成观观念。6 6在工程准则中,安全
4、问题无处不在,信息安全需要综合所有可行的工程过程,如系统、软硬件、人为因素等,通过定义相应的模型组件来适应这些情况,例如“基本实践”组件定义了安全工程活动中的协调对象和机制,能够将安全和其他工程准则与一个工程组织内的工作组整合起来。7 73.1.2SSE-CMM的用户的用户SSE-CMM的用户涉及到安全工程各类组织或机构,包括产品开发商、服务提供商、系统集成商、系统管理员、安全专家等。这些SSE-CMM用户涉及的工程事务层面不同,有的负责处理一些高级事务(例如系统的体系结构或系统的操作运行),有的负责处理一些低级事务(例如安全产品的选型与设计),还有的这两级事务都做。这些组织能够根据特定的形式
5、或特殊的联系来区分不同的用户,并能根据需要进行重新组合。8 8根据不同组织的实际情况,模型所定义的某些安全工程实践将会起作用,但不是全部,并且这些组织需要从模型不同的实践之间的联系来决定他们的应用。以下是SSE-CMM在各种组织中的应用说明:(1) 安全服务提供商。在这里,SSE-CMM可用来衡量组织的信息安全工程过程能力,即测量服务提供商执行风险评估的过程能力。在系统的开发和集成时,要对该组织发现和分析安全脆弱性的能力,以及对操作的影响进行评估。在操作过程中,还要对该组织的系统安全监控能力、系统脆弱性发现和分析的能力进行评估。9 9(2) 安全策略制定者。SSE-CMM模型包含了如何决定和分
6、析安全脆弱性、评估操作影响、为其他组织或人员提供输入和指南等安全工程实践元素,对于安全策略制定者而言,制定安全策略的能力就是通过对SSE-CMM中各项工程实践元素的掌握能力来体现。因此,安全策略制定者应该充分理解和掌握这些实践元素之间的关系。(3) 产品开发商。SSE-CMM包含了许多如何理解客户安全需求的实践元素,这有助于产品开发商通过使用SSE-CMM来了解客户的需求。10 10因为对于产品开发的一系列过程虽有一些普适的安全要求,但有时产品之外的客户特定使用环境和使用方法会直接影响产品的设计、开发、发布和维护等过程。(4) 特定工业部门。每一个工业部门都有独特的任务和文化风格。通过最大程度
7、地减少部门角色的独特性、依赖性和组织结构的关联性,SSE-CMM可以容易地解释或转化各行业和部门自己特定的语言及文化,方便不同行业和部门之间的沟通与交流。11 113.1.3SSE-CMM的用途的用途SSE-CMM及其评估方法有以下用途:(1) 工程组织作为评估他们的安全工程实践和提出改进意见的工具。(2) 安全工程评估组织作为建立基于组织能力信任度的基础。(3) 用户作为评估产品提供商安全工程能力的标准机制。12 123.1.4使用使用SSE-CMM的好处的好处目前,信息安全产品、服务等在市场上一般以两种方式出现:已评估的产品和未经过评估的产品。由于产品评估的周期漫长且费用昂贵,因此,已评估
8、的产品往往因进入市场缓慢而落后于安全需求,不能解决当前面临的威胁,而对于未评估的产品,购买者和用户只能依赖于产品的安全说明,在参考其他用户对该产品评估的基础上做出判断和选择,具有购买方自己负责的特点。在这种情况下,要求各组织以更成熟的方式来实施安全工程,使用安全产品,尤其要注意以下因素。13 13(1) 持久性:未来的应用需要利用在以前应用中获得的知识。(2) 可重复性:确保工程能够安全地重复操作的方法。(3) 效率性:保证开发商和评估组织的工作效率。(4) 可信性:对安全需求已获得满足所具有的信心。为了达到以上目标,需要一种机制能够引导组织理解和改进他们的安全工程实践。为了满足这种机制的要求
9、,SSE-CMM被设计成安全工程实践的形式,并且以提高安全系统、可信任产品以及安全工程服务的质量和可用性,降低发布成本为目标,特别地,SSE-CMM对以下组织很有好处:14 14(1) 工程组织。工程组织包括系统集成商、应用开发商、产品销售商以及服务提供商,SSE-CMM对这些组织带来的好处是:减少可重复、可预测过程和实践所带来的重复性劳动。获得公众对其真正的工程实施能力的认可,尤其是在资源选择方面。关注于提升组织的资质(成熟度)和改进能力。15 15(2) 采办组织。采办组织包括从内部/外部资源采办系统、产品和服务的组织以及最终用户。SSE-CMM对这些组织带来的好处是:可重复使用的建议语言
10、和评估方法的标准文本。降低选择不合格产品的风险。减少对基于工业标准的统一评估的异议。在产品和服务中实现可预测、可重复的可信度。16 16(3) 评估组织。评估组织包括认证机构、系统认可机构、产品评估机构、产品估价机构。SSE-CMM对这些组织带来的好处是:过程评估结果的可重复性,系统或产品改进的独立性。在安全工程以及与其他学科集成中获得信任度。基于对能力的信任,可以减少安全评估的工作量。17 173.2.1基本概念基本概念1. 安全工程的定义安全工程的定义SSE-CMM认为安全工程是一个不断发展的学科领域,当前还没有一个准确的、公认的安全工程定义,然而,可以对它进行这样一些概括性的描述来达到对
11、安全工程的全方位的刻画:3.2SSE-CMM体系结构体系结构18 18(1) 获取与企业相关的安全风险的理解。(2) 建立一套与标识出的安全风险相平衡的安全需求集。(3) 将安全需求转变为安全指导,并将它集成到一个项目的多个方法域的行为中,以及一个系统配置或操作的描述中。(4) 建立对安全机制的正确性和有效性的信心或信任度。19 19(5) 判断系统中残存的安全弱点对系统运行的影响是否可以容忍(即风险是否可以接受)。(6) 集成所有工程学科和专业中的成果,从而形成对一个系统可信任的综合理解。20202. 安全工程组织安全工程组织安全工程组织是一个笼统的概念,泛指对安全工程活动进行实践的各类组织
12、单位,包括:开发商,产品销售商,集成商,购买方(例如采购机构或最终用户),安全评估机构(例如系统认证、产品测评、使用授权机构等),系统管理员,可信第三方(例如CA),咨询/服务机构等。21 213. 安全工程与其他学科安全工程与其他学科在实施中,安全工程必须始终与很多的其他学科发生联系,如:企业计划工程,系统工程,软件工程,人的因素工程,通信工程,硬件工程,测试工程,系统管理等。22224. 安全工程专业领域安全工程专业领域安全工程和信息安全是当前安全和商业环境中的推动性学科,其他一些更加传统的安全学科,如物理安全和人身安全也不应被忽视。要想得到更加有效的实施结果,安全工程就必须从这些传统的安
13、全领域以及其他安全相关领域汲取营养。以下是可能需要的安全专业相关领域。(1) 运行安全:以运行环境的安全以及维护一种安全运行状态为目标。(2) 信息安全:涉及到信息及其在操作和处理过程中的安全。2323(3) 网络安全:涉及到网络硬件、软件和协议的保护,包括对网络上所传输信息的保护。(4) 物理安全:重点是对建筑物和物理场所的保护。(5) 人身安全:与人,以及人的可信度和安全意识相关。(6) 管理安全:涉及到安全的管理因素和管理系统的安全。(7) 通信安全:与安全域之间的信息通信有关,尤其是信息在传输介质上的传输保护。2424(8) 辐射安全:处理机器设备产生的可能会将信息泄露到外部的非预期电
14、磁信号上。(9) 计算机安全:涉及到各类计算设备的安全。25253.2.2SSE-CMM的过程域的过程域与基于时间维的ISSE过程不同,SSE-CMM是将通用的安全工程过程分为三个不同的基本单元:风险、工程和信任度。尽管这些单元之间不可能相互独立,但有必要将它们分开考虑,它们体现了这样一种层次关系:首先,风险过程标识出所开发的产品或系统中存在的危险,并对这些危险进行优先级排序;其次,工程过程利用所有工程方法确定并实施针对危险可能导致的问题解决方案;2626最后,信任度过程为解决方案建立起信任度,并将这种信任度传达给客户,如图3-1所示。SSE-CMM的三个基本单元协同工作,共同确保安全工程能够
15、达到安全目标。2727图3-1安全工程过程的三个基本单元28281. 风险风险安全工程的主要目标之一就是减轻风险,风险评估是识别尚未发生的潜在问题的过程,应通过检查威胁和脆弱性发生的可能性及有害事件发生的潜在影响来评估。一般来说,可能性中必然包含不确定性的因素,而这个不确定因素又随环境变化而变化,这就意味着,可能性只在某种特定的条件下才能预测,此外,对特定风险影响的评估也是不确定的,因为有害事件可能不会像预测的那样发生。因为这些因素具有很大的不确定性,所以与之相关的准确预测和安全设计及证明都非常困难。2929一个有害事件通常由3个部分组成:威胁、脆弱性和负面影响。脆弱性是资源本身的属性,它可以
16、被一种威胁所利用。威胁和脆弱性缺少其中任何一个,就可以避免有害事件,风险也就不存在了。风险管理是处理和制止风险的过程,并为系统建立一个可接受的风险水平,它是安全管理的一个重要组成部分。安全风险包含了威胁、脆弱性和负面影响,如图3-2所示,图中SSE-CMM的几个过程域(如PA04、PA05、PA02等)可以用来分析系统受到的威胁、脆弱性、负面影响和相关的风险。3030图3-2风险过程包含了威胁、脆弱性和影响31 31实施安全措施可以减轻风险,处理威胁、降低脆弱性和减少影响,但不可能消除所有的风险或者完全消除某种特定的风险,这是因为消除风险要付出巨大的代价,且不能排除相关的不确定性。因此,系统存
17、留某些风险是不可避免的。在高度不确定的环境中,接受风险必会带来诸多的问题,这也使得判断是否接受风险成为一个非常专业的问题。32322. 工程工程虽然SSE-CMM没有按照时间顺序阐述安全工程的过程,但仍在“工程”部分涵盖了工程的各个阶段,这也体现了其对ISSE的继承。SSE-CMM认为安全工程跟其他学科一样,都要经历概念、设计、实现、测试、配置、操作、维护和淘汰等过程。在这个过程之中,安全工程师必须和其他的系统工程组密切合作,需要与其他领域的工程师的活动保持协调。这一过程强调安全工程师是一个大团队中的一员,这样有助于确保将安全整合到一个大过程中,而不是将它变成一个单独的、不相干的活动。图3-3
18、说明了SSE-CMM中与工程相关的过程域。3333图3-3安全是工程过程的集成体3434利用安全风险过程信息,以及关于系统需求、相关法律、政策等信息,安全工程师和客户一起合作确定安全需求。然后,安全工程师便可进一步识别和跟踪特定的安全需求。为安全问题提供解决方案的过程通常涉及到提供并识别所有的备选方案,并对它们进行评估,以确定哪个是最合适的方案。把这个活动与其他工程过程相整合的难度在于,解决方案不能只考虑安全问题,还要考虑许多其他的因素,如成本、性能、技术风险和易用性等,这些决策方案应当将再次出现问题的可能性降低到最小程度,所产生的分析结果也成为信任度工作的重要基础。3535在生命周期的后期,
19、安全工程师应当确保产品和系统按已知的风险进行正确地配置,并保证不让新的风险影响系统的安全运行。36363. 信任度信任度信任度是指满足安全需求的信心程度,它是安全工程中的一个非常重要的概念。SSE-CMM中的信任度是众多信任度中的一种,即在安全工程过程中可产生的可重复性信心。这种信心的基点是,成熟的组织比不成熟的组织更有可能产生可重复的工程结果。当然,信任度并不为控制安全风险添加额外的措施,但已经实现的控制将为减少预期风险提供一定程度的信心。信任度也可以被看做是对安全措施的信心。这个信心来源于安全措施的正确性和有效性。3737正确性保证了安全措施设计得以正确实现,有效性则保证了安全措施能够充分
20、满足客户的需要。另外,安全机制的强度也会对这种信心起作用,但要受到保护级别和所追求的信任度级别的限制。信任度通常以论据的形式进行交流,这种论据包括关于系统属性的一系列声明,这些声明都要有相关证据来支持。一般来说,证据都以在安全工程活动期间所开发的文档形式存在。SSE-CMM中的信任度过程如图3-4所示。3838图3-4信任度过程3939SSE-CMM活动的本身就涉及到了产生信任度的相关实例。例如,过程文档就能够说明开发遵循了一个定义良好、成熟的、不断改进的工程过程。安全认证和确认在建立产品或系统的可信度上发挥着重要的作用。此外,在过程域中还有许多典型的工作范例可成为证据或证据的一部分。现代统计
21、过程控制表明,只要注重生产产品所采用的过程,则能够以较好的成本效益比重复地生产出高质量、高信任度的产品。40403.2.3SSE-CMM的结构描述的结构描述SSE-CMM的体系结构是为了便于确定一个安全工程组织在整个安全工程中的过程成熟度而设计的。这个体系结构的目标是为了清晰地从管理和制度化特征中分离出安全工程的基本特征。为了确保这种分离,SSE-CMM模型设计有两个维数,分别称为“域”和“能力”。需要指出的是,SSE-CMM并不要求组织中的项目组或成员必须实施模型中所规定的全部过程,也不要求使用最新和最好的安全工程技术和方法,41 41但是,SSE-CMM要求必须做的是,所有的组织一定要有一
22、个包含模型所描述的基本安全实施过程,当然,组织具有以任何方式产生满足其业务目标的过程和组织结构。42421. 基本模型基本模型SSE-CMM包括“域”和“能力”两个维数。其中域维包含了共同定义安全工程的实施活动,这些实施在SSE-CMM模型中称为“基本实践”(BP,Base Practice)组件。能力维表示的实践代表了组织对过程的管理和制度化能力,称为“通用实践”(GP,Generic Practice)。通用实践是基本实践过程中必须要完成的活动。图3-5描述了基本实践与通用实践之间的关系。图中显示某安全工程组织正在实施“识别系统安全脆弱性”的活动,这是一个基本实践过程,在SSE-CMM中的
23、编号为05.02。4343那么,在判断该组织实施该活动的能力时,需要察看组织是否为这一活动分配了资源,通用实践列表2.1.1“分配资源”对此做出了要求,或者说,成熟的组织应当通过一个专门的过程为他们所从事的活动分配资源,从而确保该活动有效进行。于是,通过把基本实践和通用实践放在两个维上综合考察,便可以检验一个组织执行某项特定活动的能力。4444图3-5基本实践与通用实践之间的关系45452. 基本实践与过程域基本实践与过程域SSE-CMM包含了61个基本实践,归类成11种覆盖安全工程主要领域的过程域(PA,Process Area)。这些基本实践来源于大量的文献资料、实践经验和专家知识,它们都
24、代表了最佳的经过检验的安全工程团体的实践。确定这些基本实践的内容是很复杂的一项工作。因为许多本质上相同的实践活动有着不同的名字,而且这些实践活动在系统生命周期中的出现阶段、抽象水平、执行角色各不相同。4646如果一个组织仅仅在设计阶段或者在一个单一的抽象水平上执行,则不能看做该组织获得了一个基本实践。因此,SSE-CMM避开了这些差异,所确定的基本实践都是本质上良好的、重要的安全工程的实践。基本实践具有如下特性: 在企业的生命周期内应用; 不与其他的基本实践相重叠; 代表了安全团体的“最佳实践”; 不只是简单地反映最新技术; 可适用于多种业务环境并以多种方法运行; 不规定一种特定的方法或工具。
25、4747过程域具有如下特性: 汇集了一个域中的相关活动,便于使用; 与有价值的安全工程服务相关; 在企业的整个生命周期内应用; 能够在多个组织和产品范围内实现; 能够作为一个独立的过程加以改进; 能够被有类似兴趣的工程组改进; 包括了为达到过程域目标所需的所有基本实践。将61个基本实践划分为11个过程域的方法很多。一种方法就是将真实世界模型化,创建能匹配实际安全工程服务的过程域。还有其他的一些方法,例如努力识别出形成基本安全工程架构的概念域等。SSE-CMM综合了这些方法的优势构成了现行的11种过程域。4848以下列出SSE-CMM的11种过程域,它们侧重于安全工程:PA01 监管安全控制 P
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