33、汽车系统中应用安全测试工具与ALM系统集成的自动化与可追溯性

汽车系统中应用安全测试工具与ALM系统集成的自动化与可追溯性

在当今的汽车行业，软件的重要性日益凸显，同时也带来了更多的安全挑战。随着汽车系统中USB接口的广泛应用以及对软件安全要求的不断提高，如何确保汽车软件的安全性成为了关键问题。本文将探讨汽车系统中USB文件模糊测试的实现方法，以及如何将应用安全测试工具集成到应用生命周期管理（ALM）系统中，以实现自动化和可追溯性。

1. 汽车系统的USB文件模糊测试

汽车系统的USB接口支持多种文件格式，这使得USB接口成为攻击者的潜在目标。为了检测汽车系统中可能存在的漏洞，需要进行文件模糊测试。其实现过程主要分为两个阶段：

1.1 准备模糊文件

• 使用模糊测试工具为被测系统（SUT）上的目标应用生成各种相关的模糊文件，如音频和视频文件。
• 将这些模糊文件存储在存储介质的磁盘映像文件中。

1.2 自动模拟文件系统

• 嵌入式Linux板可以访问存储介质，并通过USB电缆与SUT保持物理连接。
• 使用嵌入式Linux板上的自定义软件从存储介质加载磁盘映像文件，并将其模拟为SUT的USB存储设备。
• SUT识别模拟的USB存储设备，并能够读取和处理磁盘映像文件中包含的模糊文件。
• 当SUT处理完一个磁盘映像文件中的所有模糊文件后，嵌入式Linux板会自动加载下一个磁盘映像文件，并将其中的模糊文件内容呈现给SUT。

通过这种方式，可以实现汽车系统上USB文件模糊测试的自动化，避免了手动插拔USB存储介质的麻烦。此外，还介绍了自动化物理用户输入的方法，以及用于监控和检测SUT异常的外部仪器的建议。

2. ALM系统简介

ALM系统为软件开发生命周期（SDLC）的各个阶段提供了集中管理和监控的方式，包括需求分析、设计、开发、测试、发布以及运营和维护。以下是ALM系统在不同阶段的支持活动：
| 阶段 | 活动内容 |
| ---- | ---- |
| 需求阶段 | 收集项目需求，包括产品级和过程级需求，可导入需求管理工具中的需求，便于进行需求审查、变更管理和审批流程。 |
| 设计阶段 | 根据需求进行软件设计，可使用UML等工具创建各种图表，许多ALM系统支持导入设计工具创建的UML图。 |
| 开发阶段 | 根据需求和设计编写软件代码，可根据开发方法（如瀑布模型、V模型或敏捷开发）规划开发任务，ALM系统可与源代码管理系统集成，实现版本控制和代码变更的可追溯性。 |
| 测试阶段 | 对软件应用进行测试，包括针对新增功能的测试和回归测试，可与自动化服务器和各种测试工具集成，收集测试结果和构建信息，缺陷可在缺陷管理工具中处理，实现问题的跟踪和修复进度的监控。 |
| 发布阶段 | 在完成需求、设计、开发和测试阶段后，将软件应用发布并部署为服务或产品，不同类型的应用有不同的发布和部署方式。 |
| 运营和维护阶段 | 软件应用发布后，可能需要进行功能扩展、漏洞修复等更新，ALM系统可用于管理软件的更新和维护，直到其生命周期结束。 |

使用ALM系统的好处包括：
- 加快软件发布速度，提高上市时间。
- 提高软件应用的质量，确保各项活动按要求进行。
- 证明合规性，展示特定要求已得到满足或某些测试已执行。
- 提供软件项目的集中、最新视图，使所有相关团队了解开发进度。

3. 问题陈述：将安全软件开发活动和结果追溯到需求并实现应用安全测试自动化

随着汽车行业网络安全标准化活动和法规的推进，以及公众对汽车网络安全事件的关注度不断提高，越来越多的汽车组织开始重视建立内部网络安全流程，并在SDLC中系统地使用应用安全测试工具。这些工具包括静态代码分析工具、软件成分分析工具、漏洞扫描工具和模糊测试工具等。

然而，在将应用安全测试工具集成到SDLC过程中，组织面临着一些挑战：
- 多团队使用不同工具 ：开发团队、QA团队和安全团队可能使用不同的应用安全工具，且部分工具仅由特定团队手动偶尔运行。
- 手动管理可追溯性 ：通常使用Excel或Word文件在不同团队之间共享来跟踪测试结果与安全需求之间的关系，这种方法耗时、难以更新且容易出错。
- 缺乏自动化 ：难以了解应用安全测试工具的运行频率、测试的软件版本、工具配置以及每次测试运行的结果，需要实现应用安全测试的自动化。

4. 解决方案：将应用安全测试工具集成到ALM系统中

为了克服上述挑战，可以将应用安全测试工具集成到ALM系统中。具体步骤如下：
1. 在ALM系统中定义软件安全开发的具体安全要求和相应的测试用例。
2. 根据ALM系统中的信息，启动相关的应用安全测试工具对软件进行测试，并根据ALM系统中指定的要求进行配置。
3. 测试完成后，将应用安全测试工具的结果纳入ALM系统，作为相应测试用例的结果。

这种方法的主要优点包括：
- 可追溯性 ：可以在ALM系统中跟踪应用安全测试工具的结果，确保特定安全要求得到满足。
- 全面了解 ：组织可以了解所有软件安全开发的要求、测试工具的使用情况以及测试是否通过。
- 自动化 ：使用自动化的应用安全测试工具，整个过程可以自动化，由ALM系统管理所有安全测试，节省组织的时间和精力。

以下是该集成过程的mermaid流程图：

graph LR
    A[定义安全要求和测试用例] --> B[启动应用安全测试工具]
    B --> C[配置测试工具]
    C --> D[执行测试]
    D --> E[收集测试结果]
    E --> F[将结果纳入ALM系统]

通过将应用安全测试工具集成到ALM系统中，可以实现汽车软件安全开发过程的自动化和可追溯性，帮助组织建立更安全的软件系统。

汽车系统中应用安全测试工具与ALM系统集成的自动化与可追溯性

5. 需求可追溯性的重要性

在汽车行业，需求可追溯性是一种常见的做法，它建立了需求与测试用例之间的双向关系。这种双向关系使得组织能够从需求到测试用例进行正向追溯，也能从测试用例到需求进行反向追溯。以下是需求可追溯性重要的几个原因：
- 达成目标 ：通过在整个开发生命周期中追溯需求，可以确保软件应用满足既定目标。例如，需求可追溯性可以证明软件应用的开发满足了合规性要求。
- 执行正确测试 ：由于测试用例基于需求，组织可以确保执行正确类型的测试来验证相应的需求，从而提高测试覆盖率，同时也能验证是否存在特定需求的测试缺失情况。
- 做出明智决策 ：在软件开发生命周期中，需求可追溯性有助于组织分析需求变更的影响，从而更好地了解可能需要的额外资源、活动计划和测试用例。

6. 应用安全测试自动化的必要性

在当今快速发展的软件开发环境中，仅仅知道某个应用安全测试工具已经运行过一次是不够的。组织需要了解应用安全测试工具的运行频率、正在测试的软件版本、工具的配置情况以及每次测试运行所产生的结果。因此，将应用安全测试作为开发过程的一部分进行自动化是必要的，具体体现在以下几个方面：
| 方面 | 具体说明 |
| ---- | ---- |
| 开发节奏适应 | 随着软件开发速度加快且周期缩短，自动化测试能够确保在每个开发阶段都能及时进行安全测试，跟上开发节奏。 |
| 结果一致性 | 自动化测试工具按照预设的配置运行，能够保证每次测试的一致性，减少人为因素导致的测试结果差异。 |
| 资源利用效率 | 自动化测试可以在无人干预的情况下运行，节省了人力和时间资源，提高了资源利用效率。 |

7. 集成应用安全测试工具到ALM系统的示例实现

为了更好地理解将应用安全测试工具集成到ALM系统的实际效果，下面以一个示例来展示其优势。假设一个汽车软件开发项目，具体操作步骤如下：
1. 需求定义 ：在ALM系统中明确软件安全开发的各项需求，例如要求使用静态代码分析工具检查代码中的潜在安全漏洞，使用软件成分分析工具识别第三方组件的安全风险等。
2. 工具配置 ：根据ALM系统中的需求，配置相应的应用安全测试工具。例如，为静态代码分析工具设置特定的规则集，以检测符合汽车行业标准的安全问题。
3. 测试执行 ：在软件开发的特定阶段，ALM系统自动触发应用安全测试工具进行测试。例如，在代码提交到版本控制系统后，立即启动静态代码分析工具进行检查。
4. 结果收集与反馈 ：测试完成后，将应用安全测试工具的结果收集到ALM系统中。如果发现安全问题，ALM系统会将问题与相应的需求和测试用例关联起来，并生成详细的报告。
5. 问题解决与跟踪 ：开发团队根据ALM系统中的报告对发现的安全问题进行修复。同时，ALM系统会跟踪问题的解决进度，直到问题得到彻底解决。

通过这个示例可以看出，将应用安全测试工具集成到ALM系统中，能够实现从需求定义到问题解决的全流程自动化和可追溯性，大大提高了软件开发的安全性和效率。

8. 总结

综上所述，汽车系统的USB文件模糊测试为检测汽车系统的安全漏洞提供了有效的方法，而将应用安全测试工具集成到ALM系统中则是解决汽车软件安全开发中可追溯性和自动化问题的关键。通过这种集成，组织可以更好地管理软件安全开发过程，确保软件满足安全要求，同时提高开发效率和质量。在未来的汽车软件开发中，这种集成方式将变得越来越重要，帮助汽车组织应对日益复杂的安全挑战。

以下是整个过程的总结mermaid流程图：

graph LR
    A[汽车系统USB文件模糊测试] --> B[应用安全测试工具选择]
    B --> C[ALM系统需求定义]
    C --> D[工具配置与集成]
    D --> E[测试执行与结果收集]
    E --> F[问题解决与跟踪]
    F --> G[安全软件交付]

通过遵循上述流程，汽车组织可以建立一个更加安全、高效的软件开发生态系统，为用户提供更可靠的汽车产品。