استكشاف تحليل تكوين البرامج

مكتمل

تحليل تكوين البرامج (SCA) هو عملية آلية لتحديد المكونات مفتوحة المصدر ومكونات الجهات الخارجية في التطبيقات ، وتحليل نقاط الضعف الأمنية ، والامتثال للترخيص ، وجودة التعليمات البرمجية. نظرا لأن التطبيقات الحديثة تعتمد بشكل متزايد على التبعيات الخارجية ، فقد أصبحت SCA ضرورية لإدارة المخاطر المرتبطة بسلاسل توريد البرامج.

ما هو تحليل تكوين البرنامج؟

تحليل تكوين البرنامج هو ممارسة اكتشاف وفهرسة وتحليل جميع مكونات الجهات الخارجية مفتوحة المصدر المستخدمة في التطبيق تلقائيا. تقوم أدوات SCA بفحص بيانات الحزمة وملفات قفل التبعية والتعليمات البرمجية المصدر والثنائيات المجمعة لإنشاء فاتورة مواد برامج شاملة (SBOM).

إمكانات SCA الأساسية

اكتشاف التبعية:

• التحليل الواضح: تقرأ أدوات SCA ملفات بيان الحزمة (package.jsonو requirements.txtو pom.xmlو *.csproj) لتحديد التبعيات المعلنة.
• تحليل ملف القفل: تحليل ملفات القفل (package-lock.json، Pipfile.lock ، Gemfile.lock) تعرض الإصدارات المثبتة بالضبط بما في ذلك التبعيات العابرة.
• المسح الثنائي: تقوم الأدوات المتقدمة بفحص البيانات الاصطناعية المجمعة وصور الحاوية والتطبيقات المنشورة لاكتشاف التبعيات المضمنة غير المعلنة في البيانات.
• دعم متعدد اللغات: تدعم الأدوات الشاملة العشرات من لغات البرمجة والنظم البيئية للحزم (npm و PyPI و Maven و NuGet و RubyGems و Go).

تحليل الثغرات الأمنية:

• مطابقة CVE: قارن التبعيات المكتشفة بقواعد بيانات الثغرات الأمنية والتعرضات الشائعة (CVE).
• تسجيل الخطورة: احسب درجات نظام تسجيل الثغرات الأمنية الشائعة (CVSS) التي تشير إلى خطورة الثغرة الأمنية من 0 (لا شيء) إلى 10 (حرجة).
• استغلال الذكاء: تحديد الثغرات الأمنية التي لديها عمليات استغلال معروفة يستخدمها المهاجمون بنشاط.
• توصيات التصحيح: اقترح ترقيات إصدار محددة تحل الثغرات الأمنية مع الحفاظ على التوافق.

الامتثال للترخيص:

• كشف الترخيص: حدد التراخيص لجميع التبعيات من خلال تحليل ملفات الترخيص وبيانات تعريف الحزمة ورؤوس التعليمات البرمجية المصدر.
• إنفاذ السياسات: وضع علامة تلقائيا على التبعيات التي تنتهك سياسات الترخيص التنظيمي.
• تحليل التوافق: اكتشف التراخيص المتعارضة التي لا يمكن دمجها قانونا في نفس التطبيق.
• تتبع الالتزامات: توثيق متطلبات الترخيص مثل إشعارات الإحالة أو الإفصاح عن التعليمات البرمجية المصدر أو قيود العمل المشتقة.

تقييم الجودة:

• حالة الصيانة: تقييم ما إذا كانت التبعيات يتم الحفاظ عليها بنشاط أو التخلي عنها.
• صحة المجتمع: تقييم نشاط المساهمين وحجم المجتمع واستدامة المشروع.
• ممارسات الأمان: تحقق من أن المشاريع لديها عمليات إفصاح مسؤولة ونصائح أمنية.
• توصيات التحديث: تحديد التبعيات القديمة واقتراح بدائل أكثر أمانا وحداثة.

لماذا تعتبر SCA أمرا بالغ الأهمية ل DevOps

ممارسات تطوير البرمجيات الحديثة تجعل هيئة الأوراق المالية والسلع لا غنى عنها:

انفجار التبعية

تحتوي التطبيقات على مئات التبعيات:

• التبعيات المباشرة: يشير التطبيق النموذجي مباشرة إلى 20-50 حزمة خارجية.
• التبعيات المتعدية: تجلب كل تبعية مباشرة تبعياتها الخاصة ، مما يؤدي إلى إنشاء أشجار تبعية مع 200-500 حزمة إجمالية.
• أنظمة بيئية متعددة: غالبا ما تجمع التطبيقات بين التبعيات من أنظمة بيئية متعددة اللغات (الواجهة الأمامية لجافا سكريبت ، والواجهة الخلفية ل Python ، وخدمات Java المصغرة).
• تبعيات الحاوية: تتضمن التطبيقات المعبأة في حاويات تبعيات الصورة الأساسية بالإضافة إلى تبعيات التطبيق.

التتبع اليدوي مستحيل:

• مِيزَان: يعد تتبع مئات التبعيات يدويا عبر عشرات التطبيقات أمرا غير عملي.
• السرعه: يتم الكشف عن ثغرات أمنية جديدة يوميا ، مما يجعل أي مخزون يدوي قديما على الفور.
• التعقيد: يتطلب فهم سلاسل التبعية المتعدية وتفاعلاتها تحليلا آليا.
• الملكية الموزعة: التبعيات التي تحتفظ بها الآلاف من المشاريع المستقلة مفتوحة المصدر في جميع أنحاء العالم.

الضرورة الأمنية

يتم استغلال الثغرات الأمنية في التبعيات بنشاط:

• الانتهاكات البارزة: تتضمن الحوادث الأمنية الكبرى بانتظام استغلال الثغرات الأمنية المعروفة في الحزم مفتوحة المصدر الشائعة.
• هجمات سلسلة التوريد: يخترق المهاجمون الحزم المشروعة لتوزيع البرامج الضارة على المستهلكين النهائيين.
• نقاط الضعف في يوم الصفر: يمكن أن تؤثر الثغرات الأمنية غير المعروفة سابقا في الحزم المستخدمة على نطاق واسع على آلاف المؤسسات في وقت واحد.
• إلحاح التصحيح: تتطلب الثغرات الأمنية الحرجة تحديدا سريعا ومعالجته عبر جميع التطبيقات المتأثرة.

أدوات الأمان التقليدية تغفل الثغرات الأمنية للتبعية:

• التحليل الثابت: تقوم أدوات مسح التعليمات البرمجية المصدر بتحليل التعليمات البرمجية الخاصة بك ولكن ليس رمز التبعية.
• الاختبار الديناميكي: قد يفوت اختبار الاختراق الثغرات الأمنية في التبعيات التي لم يتم تشغيلها أثناء الاختبارات.
• المراجعة اليدوية: لا يمكن لفرق الأمان مراجعة التعليمات البرمجية المصدرية لمئات حزم الجهات الخارجية بشكل عملي.
• الكشف المتخصص: مطلوب أدوات SCA المصممة خصيصا لتحديد نقاط الضعف في التبعية.

متطلبات الامتثال

تنطوي انتهاكات الترخيص على مخاطر كبيرة:

• المسؤولية القانونية: يمكن أن يؤدي استخدام التبعيات دون الامتثال لشروط الترخيص إلى دعاوى قضائية وأضرار.
• المصادر المفتوحة القسري: يمكن أن تتطلب تراخيص الحقوق المتروكة القوية (GPL ، AGPL) تطبيقات كاملة مفتوحة المصدر.
• قيود التوزيع: تحظر بعض التراخيص التوزيع التجاري أو تفرض قيودا على الاستخدام.
• متطلبات التدقيق: تتطلب الأطر التنظيمية بشكل متزايد من المؤسسات الحفاظ على فاتورة مواد برمجية دقيقة.

تعقيد الترخيص:

• المئات من أنواع التراخيص: يتضمن النظام البيئي مفتوح المصدر مئات التراخيص المتميزة بالتزامات مختلفة.
• مشكلات التوافق: التراخيص المختلفة لها شروط متضاربة تحظر استخدامها معا.
• الترخيص الانتقالي: يجب تتبع التزامات الترخيص من التبعيات العابرة والوفاء بها.
• تغييرات الترخيص: تقوم المشاريع أحيانا بتغيير التراخيص بين الإصدارات ، مما يتطلب مراقبة مستمرة.

آلية عمل أدوات SCA

تستخدم أدوات SCA تقنيات متعددة لاكتشاف التبعيات وتحليلها:

آليات الاكتشاف

تحليل ملف البيان:

• التنسيقات الخاصة باللغة: تفهم الأدوات تنسيقات بيان الحزمة لكل لغة (package.json ل npm ، requirements.txt ل Python ، pom.xml ل Maven).
• حل التبعية: تحليل مواصفات إصدار التبعية بما في ذلك النطاقات والقيود وقواعد الحل.
• مسح مساحة العمل: امسح أدلة المشروع بشكل متكرر للعثور على جميع ملفات البيان في monorepos ومساحات العمل متعددة المشاريع.
• الوعي بالتكوين: ضع في اعتبارك التبعيات الخاصة بالبيئة (التطوير والاختبار والإنتاج) بشكل منفصل.

تحليل ملف قفل التبعية:

• الإصدارات الدقيقة: قفل الملفات تسجيل إصدارات دقيقة من جميع التبعيات بما في ذلك التبعيات الانتقالية.
• حالة التثبيت: تمثيل التبعيات المثبتة الفعلية بدلا من المتطلبات المجردة.
• القرار الحتمي: يضمن قفل الملفات إصدارات تبعية متسقة عبر البيئات.
• الرسوم البيانية للتبعية الكاملة: قم بتضمين شجرة التبعية المتعدية الكاملة مع دقة الإصدار.

المسح الضوئي الثنائي والقطع الأثرية:

• القطع الأثرية المجمعة: افحص ملفات JAR وملفات العجلة ومكتبات DLL والملفات التنفيذية لتحديد التبعيات المضمنة.
• طبقات صورة الحاوية: تحليل طبقات صورة الحاوية لاكتشاف مكونات الصورة الأساسية وتبعيات التطبيق.
• فحص نظام الملفات: فحص أنظمة ملفات التطبيقات المنشورة للعثور على التبعيات غير المعلنة في البيانات.
• البصمات: استخدم تجزئة التشفير لتحديد إصدارات حزم معينة حتى بدون بيانات التعريف.

بناء التكامل:

• بناء المكونات الإضافية للأدوات: التكامل مع أنظمة الإنشاء (Maven و Gradle و webpack و pip) لالتقاط معلومات التبعية أثناء البناءات.
• خطافات الدقة: قم بربط عمليات حل التبعية لتسجيل الإصدارات المثبتة بالضبط.
• توليد القطع الأثرية: إنشاء عناصر قائمة مواد البرامج (SBOM) أثناء عمليات الإنشاء للاستهلاك النهائي.
• تكامل خط الأنابيب: قم بالتشغيل كخطوات تلقائية في مسارات CI/CD لتحليل كل بنية.

قدرات التحليل

مطابقة الثغرات الأمنية:

• الاستعلام عن قاعدة البيانات: الاستعلام عن قاعدة بيانات الثغرات الأمنية الوطنية (NVD) وقاعدة بيانات GitHub الاستشارية وقواعد بيانات الثغرات الأمنية الخاصة.
• مطابقة نطاق الإصدار: حدد ما إذا كانت إصدارات حزم معينة تقع ضمن نطاقات الإصدارات المعرضة للخطر.
• التحقق من صحة التصحيح: تحقق مما إذا كانت التصحيحات المطبقة تحل بالفعل الثغرات الأمنية المبلغ عنها.
• تحديد الأولويات: تصنيف الثغرات الأمنية حسب الخطورة وقابلية الاستغلال وتأثير الأعمال.

تعريف الترخيص:

• مصادر متعددة: استخراج معلومات الترخيص من بيانات تعريف الحزمة وملفات الترخيص ورؤوس المصدر والمستندات التمهيدية.
• تطبيع الترخيص: تعيين أسماء التراخيص والمعرفات المختلفة (SPDX وOSI) لأنواع التراخيص الموحدة.
• الترخيص المزدوج: التعامل مع الحزم التي تم إصدارها بموجب تراخيص بديلة متعددة.
• التراخيص المخصصة: تحديد التراخيص غير القياسية التي تتطلب مراجعة قانونية.

تحليل إمكانية الوصول:

• بناء الرسم البياني للاتصال: قم بإنشاء رسوم بيانية للمكالمات توضح رمز التبعية الذي يتم تنفيذه بالفعل بواسطة التطبيق الخاص بك.
• كشف الرمز الميت: تحديد التبعيات المجمعة ولكن لم يتم استخدامها فعليا.
• تحليل مسار الاستغلال: تحديد ما إذا كان يمكن الوصول إلى مسارات التعليمات البرمجية المعرضة للخطر من نقاط إدخال التطبيق.
• تحسين المخاطر: قلل الضوضاء من خلال التركيز على الثغرات الأمنية القابلة للاستغلال في التعليمات البرمجية المستخدمة بالفعل.

المراقبة المستمرة:

• التنبيه في الوقت الفعلي: تلقي إشعارات فورية عند الكشف عن الثغرات الأمنية الجديدة التي تؤثر على تبعياتك.
• المسح المجدول: إعادة فحص التطبيقات بانتظام لاكتشاف الثغرات الأمنية المكتشفة حديثا في التبعيات التي لم تتغير.
• مقارنة خط الأساس: تتبع التغييرات في الثغرات الأمنية وحالة الامتثال بمرور الوقت.
• منع الانحدار: تنبيه عندما تقدم التبعيات الجديدة ثغرات أمنية أو انتهاكات للترخيص.

أنماط تكامل SCA

يتضمن التنفيذ الفعال لهيئة الأوراق المالية والسلع التكامل في نقاط متعددة من دورة حياة التطوير:

محطة عمل المطور

تكامل IDE:

• ردود الفعل في الوقت الفعلي: فحص التبعيات أثناء إضافة المطورين إليها إلى المشاريع.
• التحذيرات المضمنة: عرض تحذيرات الثغرات الأمنية والترخيص مباشرة في IDE.
• اقتراحات المعالجة: اقتراح إصدارات حزم بديلة أو حزم بديلة.
• إنفاذ السياسات: منع إضافة تبعيات تنتهك سياسات المؤسسة.

التحقق من صحة الالتزام المسبق:

• خطافات Git: قم بتشغيل فحوصات SCA قبل الالتزامات لمنع إدخال تبعيات ضعيفة.
• المسح الضوئي المحلي: تحليل التغييرات محليا قبل الدفع إلى المستودعات البعيدة.
• ردود فعل سريعة: تقديم ملاحظات فورية للمطورين أثناء التطوير النشط.
• الكشف المبكر: اكتشف المشكلات قبل وصولها إلى الفروع المشتركة ومسارات CI/CD.

‏‫التحكم في المصدر

التحقق من صحة طلب السحب:

• الفحوصات الآلية: قم بتشغيل تحليل SCA على جميع طلبات السحب للكشف عن تغييرات التبعية.
• تعليقات المراجعة: انشر النتائج كتعليقات طلب سحب لرؤية المراجع.
• حظر الدمج: منع دمج طلبات السحب التي تقدم ثغرات أمنية خطيرة أو انتهاكات للترخيص.
• تتبع تغيير التبعية: قم بتوثيق تغييرات التبعية التي يقدمها كل طلب سحب بوضوح.

تكامل GitHub Dependabot:

• التحديثات التلقائية: قم بإنشاء طلبات السحب تلقائيا عند توفر تحديثات أمان التبعية.
• تنبيهات الثغرات الأمنية: تلقي تنبيهات أمان GitHub للتبعيات الضعيفة.
• الرسم البياني للتبعية: تصور علاقات التبعية في ميزة الرسم البياني للتبعية في GitHub.
• مراجعة مهام سير العمل: استفد من عمليات المراجعة والموافقة على GitHub لتحديثات التبعية.

البنية الأساسية لبرنامج ربط العمليات التجارية CI/CD

المسح الضوئي لوقت البناء:

• خطوات خط الأنابيب: أضف فحص SCA كخطوات إنشاء تلقائية في مسارات CI/CD.
• بوابات الجودة: عمليات إنشاء الفشل التي لا تفي بمتطلبات الأمان والامتثال.
• جيل SBOM: إنشاء عناصر فاتورة المواد البرمجية جنبا إلى جنب مع مخرجات البناء.
• مسارات التدقيق: سجل نتائج المسح لأغراض الامتثال والطب الشرعي.

بوابات النشر:

• التحقق من صحة ما قبل النشر: فحص البيانات الاصطناعية قبل نشرها في بيئات الإنتاج.
• السياسات الخاصة بالبيئة: تطبيق نهج أكثر صرامة لعمليات نشر الإنتاج من عمليات نشر التطوير.
• مشغلات التراجع: التراجع تلقائيا عن عمليات النشر التي تم اكتشافها لاحتوائها على ثغرات أمنية حرجة.
• موافقات النشر: طلب الموافقة اليدوية لعمليات النشر ذات المخاطر المعروفة ولكن المقبولة.

مراقبة وقت التشغيل

مسح الإنتاج:

• تحليل التطبيقات المنشورة: فحص التطبيقات المنشورة بالفعل للكشف عن تبعيات وقت التشغيل.
• فحص سجل الحاويات: مسح صور الحاوية المخزنة في السجلات ضوئيا مستمرا.
• تحليل وظيفة بلا خادم: فحص الوظائف المنشورة بلا خادم وتبعياتها.
• كشف الانجراف: تحديد الاختلافات بين التبعيات المنشورة المقصودة والفعلية.

المراقبة المستمرة للثغرات الأمنية:

• المراقبة المستمرة: مراقبة التطبيقات المنشورة بحثا عن الثغرات الأمنية التي تم الكشف عنها حديثا والتي تؤثر على التبعيات الحالية.
• الاستجابة للحوادث: قم بتشغيل مهام سير عمل الاستجابة للحوادث عند اكتشاف الثغرات الأمنية الحرجة في الإنتاج.
• تخطيط التصحيح: إنشاء خطط نشر التصحيح لمعالجة الثغرات الأمنية في التطبيقات المنشورة.
• الامتثال لاتفاقية مستوى الخدمة: تتبع الأطر الزمنية للمعالجة لضمان الامتثال لاتفاقيات مستوى الخدمة الأمنية.

أفضل ممارسات سير عمل هيئة الأوراق المالية والسلع

يتبع التنفيذ الناجح لهيئة الأوراق المالية والسلع مهام سير العمل التي أثبتت جدواها:

إنشاء خط الأساس

المخزون الأولي:

• اكتشاف شامل: قم بتشغيل أدوات SCA مقابل جميع التطبيقات لإنشاء مخزون تبعية كامل.
• تقييم المخاطر: فهم التعرض الحالي للثغرات الأمنية ومشكلات الامتثال للترخيص.
• تحديد الأولويات: تحديد التطبيقات ونقاط الضعف التي تتطلب اهتماما فوريا.
• وثائق خط الأساس: توثيق الحالة الحالية كخط أساس لقياس التحسين.

تحديد السياسات

سياسات الأمان:

• عتبات خطورة الثغرات الأمنية: حدد مستويات الخطورة المقبولة (على سبيل المثال ، لا توجد ارتفاع حرج ومحدود).
• الأطر الزمنية للمعالجة: إنشاء اتفاقيات مستوى الخدمة لتصحيح درجات الخطورة المختلفة للثغرات الأمنية (حرجة في غضون 7 أيام، مرتفعة في غضون 30 يوما).
• عمليات الاستثناء: قم بإنشاء مهام سير عمل لقبول المخاطر عندما لا يكون الإصلاح الفوري ممكنا.
• تتبع الإعفاء: الحفاظ على مسار تدقيق المخاطر المقبولة مع مبررات العمل.

سياسات الامتثال:

• القوائم المسموح بها للترخيص: حدد التراخيص المقبولة دائما (MIT وApache 2.0 وBSD).
• منكرو الترخيص: حظر تراخيص محددة غير متوافقة مع نموذج الأعمال (GPL للبرامج الاحتكارية).
• مهام سير عمل الموافقة: طلب مراجعة قانونية للتبعيات ذات تراخيص معينة (LGPL وMPL والتراخيص المخصصة).
• متطلبات الإحالة: تحديد كيفية توفير إحالات الترخيص في البرامج الموزعة.

أتمتة التنفيذ

تكامل خط الأنابيب:

• المسح الآلي: قم بتشغيل فحوصات SCA تلقائيا على كل طلب إنشاء وسحب.
• بوابات الجودة: تكوين بوابات المسارات التي تحظر الإصدارات أو عمليات التوزيع التي تنتهك النهج.
• المعالجة الآلية: استخدم أدوات مثل GitHub Dependabot لإنشاء طلبات سحب لتحديثات الأمان تلقائيا.
• تقريري: إنشاء تقارير الامتثال للتدقيق ورؤية الإدارة.

التحسين المستمر

تتبع المقاييس:

• متوسط وقت المعالجة (MTTR): قم بقياس مدى سرعة تصحيح الثغرات الأمنية بعد اكتشافها.
• الحد من الضعف: تتبع عدد الثغرات الأمنية المتناقصة بمرور الوقت.
• معدل الامتثال: مراقبة النسبة المئوية للتبعيات التي تلبي سياسات الترخيص.
• تغطيه: تأكد من أن أدوات SCA تقوم بفحص جميع التطبيقات والتبعيات.

تحسين العملية:

• الإدارة الإيجابية الخاطئة: ضبط الأدوات لتقليل الإيجابيات الخاطئة من خلال التكوين والاستثناءات.
• تدريب المطورين: تثقيف المطورين حول اختيار التبعية وإدارتها بشكل آمن.
• تطور السياسات: تحديث السياسات بناء على التهديدات الناشئة ومتطلبات العمل.
• تقييم الأداة: تقييم أدوات وميزات هيئة الأوراق المالية والسلع الجديدة بشكل دوري.

يوفر تحليل تكوين البرامج الإمكانات التلقائية الأساسية لإدارة مخاطر الأمان والامتثال في التطبيقات الحديثة التي تعتمد بشكل كبير على المكونات مفتوحة المصدر. تستكشف الوحدة التالية كيفية تنفيذ GitHub Dependabot، وهي أداة SCA محددة مدمجة في GitHub.