基于安全需求模板的软件安全需求获取工具设计与实现

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1、基于安全需求模板的软件安全需求获取工具设计与实现TheDesignandImplementationofToolforElicitingSoftwareSecurityRequirementbasedonSecurityRequirementTemplate领域：计算机技术作者姓名：李洪波指导教师：李晓红教授企业导师：郭晓和高工天津大学计算机科学与技术学院二零一五年十二月摘要随着信息技术的迅猛发展及其在社会各领域应用的不断深入，软件安全问题日益凸显。开发安全软件已成为各行业关注的焦点。研究发现，在软件生命周期

2、的需求阶段制定合理的安全需求对安全隐患的及早发现起着至关重要的作用，可在保证软件安全性的同时，降低开发维护成本。但由于软件安全需求多样化造成其难以收集，所以建立基于安全需求模板的安全需求工程体系成为当前急需要解决的问题。本文针对软件开发中缺乏获取安全需求的普适化、自动化工程方法及工具的问题，以国际安全标准ISO/IEC15408（CC标准）为指导，建立一套基于安全需求模板的安全需求工程体系，利用元模型理论、超图模型理论、安全功能组件验证等技术和方法进行安全需求模板构建、安全需求获取和支持平台的开发。在安全需求

3、模板构建方面，首先，以安全需求概念为基础，根据元模型理论构建了安全需求元模型，然后，基于安全需求元模型，并以CC标准中提供的安全功能组件及组件间的关联关系为基础，构建超图模型并对超边间的关联关系进行处理来获得安全功能组件重分类，并以此重分类为基础构建安全需求模板；在安全需求知识库构建方面，本文参照并分析CC、IEEESTD830-1998等标准，收集得到了安全功能组件问题、软件安全保护范围和需求条目，建立了一套完整的安全需求知识库，为软件安全需求的获取奠定了基础；最后，根据安全需求工程理论及相关技术，以安全需

4、求模板和安全需求知识库为基础，建立了一套软件安全需求获取方法，并针对该方法实现了软件安全需求获取工具。本文在软件安全需求工程中引入元模型、超图模型和安全功能组件验证方法，清晰阐述了安全需求相关概念的关系，并解决了自然语言描述带来的“共指”问题，最终实现了在软件生命周期需求阶段辅助用户获取安全需求的目标，同时提高了CC标准在安全需求工程中的可操作性，有效地平衡软件安全性和安全开发成本之间的矛盾，提升软件安全质量。关键词：安全需求工程,CC标准,安全需求元模型,超图模型,安全功能组件重分类IABSTRACTWit

5、htherapiddevelopmentanddeepenapplicationofinformationtechnologyinmanysocietyfield,softwaresecurityissuesbecomeincreasinglyworse.Securesoftwaredevelopmenthasbecomethepointofeverytrades.Thestudyfoundthatitiscriticalforearlydetectionofsecurityrisksthatelicitin

6、gsecurityrequirementsintherequirementstageofsoftwarelifecycle.Thiscanensuresoftwaresecuritywhilereducingdevelopmentandmaintenancecosts.However,theproblemoflackingsecurityrequirementsengineeringmethodsandtoolsinsoftwarerequirementengineeringisstillexists.Bas

7、edonthestandardISO/IEC15408(CCstandard),thispaperproposesamethodforelicitingsoftwaresecurityrequirementbasedonsecurerequirementtemplate.Thispaperusesmeta-modeltheory,hypergraphmodeltheory,securityfunctionalcomponentsverificationtechniquesandmethodstobuildse

8、curityrequirementselicitingmethodanddevelopsupportingplatforms.Inconstructingsecurerequirementstemplateaspect,first,thesecurityrequirementsmeta-modelisconstructedbasedontheconceptsinvolvedinsecurityreq