[论文解读] Risk Assessment, Threat Modeling and Security Testing in SDLC

Alya Hannah Ahmad Kamal, Caryn Chuah Yi Yen+3 more|arXiv (Cornell University)|Dec 14, 2020

Advanced Malware Detection Techniques参考文献 11被引用 11

一句话总结

本文提出了一种集成框架，将风险评估、威胁建模和安全测试整合到软件开发生命周期（SDLC）中，以提升软件安全性。通过分析现有文献和方法，该研究系统性地提出在早期识别威胁、评估风险并借助测试验证安全性的方法，从而提高软件质量并减少漏洞。

ABSTRACT

The software development process is considered as one of the key guidelines in the creation of said software and this approach is necessary for providing a more efficient yet satisfactory output. Without separation of work into distinct stages, it may lead to many delays and inefficiency of the project process where this disorganization can directly affect the product quality and reliability. Moreover, with this methodology established as the standard for any project, there are bound to be missteps specifically in regard to the involvement of security due to the lack of awareness. Therefore, the aim of this research is to identify and elaborate the findings and understanding of the security integrated into the process of software development as well as the related individual roles in ensuring that this security is maintained. Through thorough analysis and review of literature, an effort has been made through this paper to showcase the correct processes and ways for securing the software development process. At the same time, certain issues that pertain to this subject have been discussed together with proposing appropriate solutions. Furthermore, in depth discussion is carried out regarding methods such as security testing, risk assessment, threat modeling and other techniques that are able to create a more secure environment and systematic approach in a software development process.

研究动机与目标

• 识别由于缺乏意识和结构化流程而导致的安全措施在SDLC中整合的缺口。
• 研究风险评估、威胁建模和安全测试在强化软件开发中的作用。
• 提出一种系统性、分阶段的流程，将安全嵌入SDLC的各个阶段。
• 通过基于文献的分析和解决方案建议，解决软件开发中安全实践面临的常见挑战。
• 在开发各阶段推广主动的、以威胁为导向的软件安全方法。

提出的方法

• 对SDLC中的风险评估、威胁建模和安全测试进行综合文献回顾。
• 将安全实践映射到SDLC的具体阶段（例如：需求、设计、实现、测试）。
• 应用STRIDE和DREAD等威胁建模技术，识别并分类潜在威胁。
• 在关键开发里程碑处整合自动化和手动安全测试。
• 提出分阶段、角色特定的安全责任分配方法，覆盖开发团队。
• 使用系统性框架，将安全活动与标准SDLC工作流程对齐。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何有效将风险评估整合到SDLC的各个阶段，以预防安全漏洞？
• RQ2 哪些是最有效的威胁建模技术，可用于识别和优先处理软件威胁？
• RQ3 如何在不干扰开发时间表的前提下，系统性地将安全测试嵌入SDLC？
• RQ4 应为开发团队成员分配哪些角色和职责，以确保持续的安全保障？
• RQ5 哪些挑战阻碍了安全SDLC实践的采用，以及如何加以缓解？

主要发现

• 在SDLC早期整合风险评估可显著降低生产环境中出现高严重性漏洞的可能性。
• 使用STRIDE和DREAD进行威胁建模，使团队能够基于影响程度和可利用性，主动识别并优先处理威胁。
• 在多个阶段（单元测试、集成测试和系统测试）进行的安全测试，相比开发后期的测试，能更高效地检测出漏洞。
• 采用结构化、基于角色的安全责任分配方法，可提高责任明确性，减少安全开发中的疏漏。
• SDLC中缺乏标准化安全实践，导致安全结果不一致，并增加技术债务。
• 基于文献的框架为设计安全SDLC流程提供了坚实基础，尤其在根据组织背景进行调整后。