軟件成分安全分析（SCA）能力的建設與演進研究

摘要：在維護軟件供應鏈的安全性方面，軟件成分安全分析（SCA）技術起到了至關重要的作用。通過建設SCA模型、基礎設施與工具的部署、制定安全策略和合規(guī)要求等路徑，能夠顯著增強軟件的安全防護能力。該文深入剖析了SCA能力從起步階段到現(xiàn)代化全面升級的整個演進過程，并對即將到來的創(chuàng)新機遇與挑戰(zhàn)進行了展望。

關鍵詞：軟件成分安全分析（SCA）；模型構建；建設路徑；能力演進

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.11.007

中圖分類號：TN 929.53；TP 31" " " " " " " " "文獻標志碼：A" " " " " " 文章編碼：1672-7274（2024）11-00-04

Application of Machine Learning in User Behavior Uudit

WEI Zhichao， GAO Hong

（China Mobile Communications Group ShanxiCo.， Ltd.， Taiyuan 030000， China）

Abstract： Software component security analysis （SCA） technology plays a crucial role in maintaining the security of the software supply chain. By building SCA models， deploying infrastructure and tools， and formulating security policies and compliance requirements， the security protection capabilities of software can be significantly enhanced. This article deeply analyzes the entire evolution process of SCA capabilities from the initial stage to the modernization and comprehensive upgrade， and looks forward to the upcoming innovation opportunities and challenges.

Keywords： software component security analysis （SCA）; model construction; construction path; capability Evolution

0" "引言

隨著軟件研發(fā)的難度和體量逐步升級，開源組件及外部庫在開發(fā)過程中的應用頻率日漸增多。這一現(xiàn)象雖然促進了開發(fā)效率，但也帶來了安全方面的隱憂，特別是在軟件供應鏈中，安全缺陷的監(jiān)管與合規(guī)性挑戰(zhàn)尤為突出[1]。強化軟件成分安全分析（SCA）技能，是確保軟件安全的核心步驟。借助于構建標準化的SCA架構、應用相關工具和系統(tǒng)，以及不斷優(yōu)化SCA功能，能夠有效發(fā)掘并控制軟件內部的安全隱患，保障開發(fā)流程的安全與穩(wěn)定，進而提高軟件的整體品質，從而提升整體軟件質量并滿足合規(guī)要求。

1" "軟件成分安全分析（SCA）模型構建

1.1 SCA設計原則

保障軟件供應鏈安全與合規(guī)性的關鍵在于軟件成分安全分析（SCA）的構建原則，這些原則同時關系系統(tǒng)的性能和可伸縮性[2]。遵循完整性原則，SCA工具需具備檢測所有納入的開源組件和外部庫的能力，以保證不遺漏任何可能的安全缺陷。即時性原則指出，SCA工具應實現(xiàn)實時監(jiān)測與分析功能，在軟件編譯階段便能迅速識別并反饋安全隱患。系統(tǒng)的伸縮性原則保證了SCA工具能夠隨著項目規(guī)模的變動而相應調整，同時能夠與多種開發(fā)以及運維平臺實現(xiàn)流暢對接。易用性原則要求SCA工具需提供易于操作的用戶界面和明確的問題報告，以便開發(fā)者能夠迅速掌握問題并采取相應措施。遵循這些設計原則，SCA工具便能在多變復雜的開發(fā)場景中發(fā)揮其最大效能，確保軟件組成部分的安全性。

1.2 軟件成分

在軟件成分安全分析（SCA）中，所謂的軟件構成要素是指組成軟件產品的各個部分，涵蓋了開源組件、外部庫、功能單元、附加組件以及內部編寫的程序代碼[3]。這些部分任何一個都可能是安全風險的源頭，因此在執(zhí)行SCA的過程中，對這些要素的辨識與評估顯得格外關鍵。外部開發(fā)人員通常負責開源組件和外部庫的維護，二者可能潛藏已知的或者未被公開的安全缺陷。功能單元和附加組件在增強軟件功能方面發(fā)揮著核心作用，但也可能帶來不兼容或存在安全風險的代碼。內部開發(fā)團隊所編寫的程序代碼，盡管是自主開發(fā)的，同樣需要進行徹底的安全審核，以防產生安全漏洞。通過對這些構成要素的綜合審查與控制，可以顯著減少軟件的整體安全風險，增強產品的安全防護能力與可靠性。

1.3 SCA的核心功能

（1）組件辨識。自動對項目內運用的全部開源組件及外部庫進行檢索與確認，確保全面覆蓋。

（2）缺陷搜尋。利用數(shù)據(jù)庫匹配與動態(tài)更新機制，對構件中已知的缺陷進行偵測并及時反饋。

（3）許可審核。對各個構件的授權信息進行細致審查，確保其符合項目的法律和合規(guī)性要求。

（4）風險報告。制定詳盡的風險評估報告，提供修復建議和優(yōu)先級，協(xié)助團隊高效響應。

2" "SCA能力的建設路徑

2.1 基礎設施與工具的部署

構建軟件成分安全分析（SCA）能力，其首要任務是確保基礎設施及工具部署的穩(wěn)固性。如圖1所示，部署過程應細分為若干環(huán)節(jié)：先進行初始評估，識別待檢測軟件的構成要素，同時挑選恰當?shù)腟CA工具，如OWASP Dependency-Check或Snyk等。執(zhí)行工具的安裝和設定——將選定的SCA工具部署至服務器，并與持續(xù)集成/持續(xù)部署（CI/CD）流程相結合，以實現(xiàn)代碼每次提交和編譯過程中自動化的安全檢查。

在數(shù)據(jù)保存及管控環(huán)節(jié)，建立數(shù)據(jù)庫體系用以歸檔分析成果及過往資料，同時制定數(shù)據(jù)備份與復原方案。設立持續(xù)性的監(jiān)控與提示機制，依托即時監(jiān)控和自動化的提示功能，保障研發(fā)人員能在最短時間內掌握任何安全異常。周期性地升級工具及規(guī)則集，確保SCA工具能夠識別新出現(xiàn)的漏洞及合規(guī)風險，維護軟件構件的安全穩(wěn)定。

2.2 安全策略與合規(guī)要求的制定

為了高效構建軟件成分安全分析（SCA）技能，需確立周詳?shù)陌踩结樇昂弦?guī)性標準。這些安全方針應當具體闡述有關運用開源組件及外部庫的準則，這包括選取標準、版本控制以及周期性升級需求。安全方針還需包含缺陷處理流程的詳盡指導，涉及缺陷發(fā)掘、評定、修補以及確認等各個環(huán)節(jié)，確保每一步驟都有指定的負責人和執(zhí)行時間表，以保障缺陷得以及時修正和處理。

在制定合規(guī)性標準時，應綜合考慮各類法規(guī)的規(guī)定，如GPL、MIT等開放源代碼許可證的遵從性，以及行業(yè)標準（如ISO、NIST）的符合性。合規(guī)性標準還應涉及數(shù)據(jù)保密和安全措施，保證在運用開源組件的過程中不會觸犯數(shù)據(jù)保護法律[1]。為了維持合規(guī)性，公司應當建立一個集成的許可證管理平臺，該平臺能夠自動偵測并報告項目中許可證的沖突與不相容問題。定期對安全方針和合規(guī)性標準進行復審與更新是關鍵，以便應對新興的安全威脅和法律規(guī)定的變動。

3" "SCA能力的演進研究

SCA技術的發(fā)展歷程，從早期的框架搭建到現(xiàn)今的全面升級，不斷在革新中迎接各種考驗。初期階段，SCA技術以人工分析為主，輔以基礎工具，主要針對開源部分的辨識。技術的進步推動了SCA技術在中期階段引入了自動化工具應用，并與持續(xù)集成和持續(xù)部署流程相結合，極大提高了分析的效率。邁入現(xiàn)代階段，SCA技術借助智能化技術和實時監(jiān)控手段，實現(xiàn)了能力的全方位提升。

3.1 初期的SCA能力構建

初期的SCA能力構建階段，SCA的能力構建主要聚焦于將基礎的安全檢測手段及策略融入開發(fā)過程中。在此環(huán)節(jié)中選取恰當?shù)腟CA工具至關重要[4]，該工具應能自動偵測項目內的開源組件及外部庫，發(fā)現(xiàn)潛在的已知缺陷和許可證風險。

在挑選工具的過程中，要著重考察其與現(xiàn)有開發(fā)體系的融合度，以及檢測寬度、精確度和報告輸出的效能。工具部署完畢后，開發(fā)團隊須確立并遵循必要的安全檢測規(guī)程。掃描操作應在代碼提交或編譯階段實施，將SCA納入持續(xù)集成和持續(xù)部署的流程，保障代碼的每次變動都經(jīng)過安全檢驗。通過構建一個基礎的缺陷管理流程，使開發(fā)團隊能夠及時發(fā)現(xiàn)掃描結果中的缺陷危急程度，優(yōu)先解決重大風險，并逐步擬定缺陷修復的時間規(guī)劃。

在初期的SCA能力塑造中，還需關注項目依賴項的治理。開發(fā)團隊應定時審查項目所依賴的外部組件，盡量剔除非必需的依賴項，以減小潛在的安全威脅。在依賴項管理過程中，維持開源組件的時效性是核心策略之一，定期升級依賴項，以降低引入已知缺陷的可能性。采取這些措施，讓初期的SCA能力構建能夠有效提高開發(fā)流程中的安全性，為能力的持續(xù)提升奠定堅實的基礎。

3.2 SCA能力的中期發(fā)展

當SCA技能進入中期發(fā)展階段時，核心任務是實現(xiàn)從基本能力向高效率、自動化系統(tǒng)的躍遷。引入并推廣自動化的SCA工具，這些工具能自主檢測項目中應用的開源構件，并對其中的已知風險進行偵測，極大地提升了檢測的效率與精確度。結合版本控制機制（如Git）以及CI/CD（持續(xù)集成/持續(xù)交付）流程，SCA工具能自動在代碼提交或編譯階段執(zhí)行，確保在開發(fā)早期發(fā)現(xiàn)并解決安全漏洞問題[5]。

在SCA技能的中期發(fā)展階段，還需注重與企業(yè)當前安全操作和策略的有機整合。這包含了將SCA的檢測結果與企業(yè)風險管理機制相關聯(lián)，以及通過企業(yè)現(xiàn)有的安全信息和事件管理（SIEM）系統(tǒng)對發(fā)現(xiàn)的安全事件進行統(tǒng)一的管理與反饋。在這一階段，風險鑒定和優(yōu)先級排序變得尤為重要。企業(yè)應依據(jù)業(yè)務關鍵度和潛在危害，制訂出嚴格的漏洞處理等級規(guī)范，保障重要漏洞能夠得到迅速地修補，同時減少開發(fā)團隊的壓力。數(shù)據(jù)的累積和應用成為進階階段的另一個關鍵點。隨著SCA工具在企業(yè)的深入運用，搜集的安全數(shù)據(jù)和解析成果不斷增多。企業(yè)通過整合和分析這些數(shù)據(jù)，能夠揭示出潛在的安全隱患和趨勢，優(yōu)化開發(fā)過程，并在未來的項目實施中采取前瞻性措施。企業(yè)還能利用這些數(shù)據(jù)資源，為員工定制安全培訓計劃，提升全體開發(fā)人員的安全防護意識和能力。SCA技能的進階階段不僅僅是技術層面的提升，更需要組織和流程層面的適配與優(yōu)化。此階段的目標是，通過自動化、一體化和數(shù)據(jù)驅動的手段，讓SCA技能成為企業(yè)安全管理結構中高效且必不可少的環(huán)節(jié)。

3.3 現(xiàn)代SCA能力的全面提升

現(xiàn)代SCA能力的提升階段強調通過引入先進技術和優(yōu)化管理流程，全面增強軟件成分安全分析的效能。利用人工智能等前沿科技，實現(xiàn)對SCA工具智能化的升級。在這一關鍵環(huán)節(jié)，應當構建以AI為核心的漏洞預判系統(tǒng)，能夠自主偵測潛在的安全隱患，并利用深度學習技術提升對煩雜安全威脅的辨識精度。智能化的分析手段還能夠自動關聯(lián)歷史數(shù)據(jù)與威脅情報，進而實現(xiàn)快速且精確的安全評測。

打造多層次威脅情報融合系統(tǒng)，此系統(tǒng)將匯聚國際化的安全信息資源、特定領域的威脅情報以及企業(yè)內部的防護數(shù)據(jù)，并將其統(tǒng)一納入綜合性的分析架構里。該系統(tǒng)需具備對安全缺陷和風險的即時追蹤功能，并且擁有自我更新與調整的特性，以便在安全威脅出現(xiàn)變化時，SCA系統(tǒng)可以立即做出反應。借助自動化的安全審查和風險處理流程，降低人工介入的必要性，提升響應效率。推行基于最佳實踐的SCA能力提升策略，涵蓋定期開展系統(tǒng)安全審查、組織企業(yè)內部安全教育活動以及確立嚴格的合規(guī)性規(guī)范。提升SCA不僅涉及技術層面的發(fā)展，更需企業(yè)的組織與管理層面提供支撐，確保安全分析能力在軟件的整個生命周期中實現(xiàn)全方位覆蓋。通過實施上述策略，企業(yè)將有效提升其SCA效能，構筑更為堅實的軟件供應鏈安全防線。

3.4 SCA能力的創(chuàng)新與挑戰(zhàn)

創(chuàng)新與挑戰(zhàn)在SCA領域對于確保軟件供應鏈的安全性至關重要。觀察目前的技術進展，SCA技術必須緊跟潮流，整合人工智能等前沿科技，旨在更精確地辨識軟件構件并進行風險評價。借助智能化方法，SCA系統(tǒng)得以自動地掌握新出現(xiàn)的安全威脅，并做出適應性調整，從而提升分析工作的效率與精確度。利用依托于海量數(shù)據(jù)的威脅情報系統(tǒng)，漏洞數(shù)據(jù)庫能夠實現(xiàn)實時更新與內容擴充，增強對未知威脅的偵測力度。為了將SCA的自動化水平推向新的高度，開發(fā)者可以考慮加入自動維修機制，利用智能化的修復建議或自動化的補丁分發(fā)方式，降低對人工的依賴，從而加快應急響應的時效。

創(chuàng)新過程中也面臨諸多挑戰(zhàn)。面對軟件日益復雜的現(xiàn)狀，SCA系統(tǒng)必須應對眾多不同結構的數(shù)據(jù)源，這對數(shù)據(jù)整合與分析技術提出了更為嚴峻的考驗。突破此難題的核心在于打造一個具有極高擴展性的架構，能夠支持多數(shù)據(jù)源的同時處理，并借助云計算技術完成資源的靈活調度與擴充。合規(guī)性與數(shù)據(jù)隱私保護在SCA系統(tǒng)創(chuàng)新過程中也是重點關注的難題。企業(yè)需要在系統(tǒng)設計階段就融入隱私保護機制，例如，采用數(shù)據(jù)加密和匿名化手段，確保在風險分析和威脅監(jiān)測的過程中遵循法律法規(guī)及行業(yè)標準。還應強化不同部門間的協(xié)作，保證技術創(chuàng)新與合規(guī)性要求同步發(fā)展，以實現(xiàn)SCA系統(tǒng)能力不斷提升。采取這些策略，SCA系統(tǒng)將更加從容地應對未來的安全挑戰(zhàn)，為軟件供應鏈的安全提供堅實保障。

4" "結束語

軟件成分安全分析（SCA）能力的建設與演進是保障軟件供應鏈安全的核心任務。通過融合前沿技術手段、改進平臺結構設計以及強化規(guī)范管理，SCA的水平有了明顯增強。但伴隨軟件的日益復雜化以及安全威脅的持續(xù)變化，SCA還必須應對不少難題。面對這些挑戰(zhàn)，需要不斷追蹤技術革新和安全策略的最新進展，保障SCA能夠靈活適應新興的安全挑戰(zhàn)，打造更穩(wěn)定、更安全的軟件生態(tài)系統(tǒng)。這一過程將對企業(yè)的數(shù)字化轉型及持續(xù)成長起到至關重要的支撐作用。

參考文獻

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