Lessystèmesd'informationprésentent des besoins plus en plus croissants en termes d'ouvertureàl'extérieur(clients,partenaires,fournisseurs) etd'évolutivité(techniqueetorganisation).Ouverture et évolutivité engendrent des gains de productivité et de compétitivité mais elles exposent aussi de plus en plus les systèmes aux actes de malveillance. La prise en compte des contraintes de sécurité (intégrité, confidentialité, non répudiation, disponibilité, etc.) au niveau de la modélisation constituel'undesprincipauxchallengespour les concepteurs des SI. Dans cet article, nous proposons un nouveau processus de développement construit àpartird'UML qui prend en considération, en plus des besoins fonctionnels, les contraintes de sécurité et aussi le changement et l'évolutiondel'architecturetechniquedessystèmesd'information.Ce processus vérifie les caractéristiques des processus unifiés et est basésurl'Extreme Programming (XP).
Lesévolutionsrécentesetrapidesdel’informatiqueontcontribuéàl’accélération deséchangesd’informations.Eneffet,les réseauxdel'entreprisemettentenoeuvre des données sensibles, les stockent, les partagent en interne et les communiquent à d'autres entreprises ou personnes. Parallèlement, le nombre de problèmes de sécurité a augmenté de manière très important ces dernières années, et cette courbe ascendante nedevraitmalheureusementpass’infléchir.Lesentreprisesse trouvent désormais confrontéesaucontrôleefficacedelaconfidentialité,del’intégritéetdeladisponibilité de ces informations. La sécurité à posteriori des SI (Firewall, Antivirus, etc.) et les nouvelles technologies n tiers qui tiennent en charge le problème de sécurité en dehors du code métier peuvent donner des résultats mais elle ne constitue pas une véritable politique de sécurité. Nouspensonsquel’élaborationd’unepolitiquedesécurité doit se faire en même temps que la modélisation fonctionnelle, et que le modèle final doit intégrer à la fois les spécifications fonctionnelles et de sécurité. UMLs’estimposé comme le langage standard pour la modélisation desvuesmultiplesd’unsystèmeà l’aidedemécanismescommelesstéréotypes,lesétiquettes, les notes, les contraintes, etc. UMLsecestuneextensiond’UMLproposéeparJanJürjens(Munich University of Technology). Cetteversiond’UMLutiliselesdifférentsmécanismesd’extension pour la modélisation des aspects de sécurité. Dans le cadre de la modélisation avec UML, une famille de processus unifiés (Unified Processes) a été proposée. Concevoir à partir d’unseulprocessusseraitunegraveerreurcarlavariétédessystèmesetdes techniques ne le permet pas. Le présent article propose un nouveau processus de développement permettant l’intégrationdescontraintesdesécuritédanslamodélisation dessystèmesd’information.Entenantcompte desévolutionsdel’architecturetechnique des systèmes, ce processus définit deux axes de conception : la vue logique ou de conception qui décrit les aspects statiques et dynamiques du système en termes de classesetd’objets, et la vue technique qui se préoccupe de la spécification de l’architecturetechniquedusystème.Pour augmenter le niveau de satisfaction des clients tout en rendant le développement plus facile en favorisant le travail en équipe, la communication avec le client, et en livrant de façon itérative le produit logiciel, une famille de méthodes appelées « Agile » a été proposée. Extreme Programming (XP) est une méthode de type « Agile » basée sur les principes de communication, simplicité, feedback et courage. Nousavonsessayéd’intégrercesderniersprincipesdans notre processus de développement.
Le processus en X ou XUP « X Unified Process » est un nouveau processus de développement que nous proposons dans cet article. Ce processus répond bien aux caractéristiquesd’unprocessusUPetilestbasésuruneapproche disciplinée focalisée surl’Extreme Programming afin de bien maîtriser, tout au long du cycle de développement du logiciel, l'assignation des tâches et la responsabilisation des différents acteurs participants. Le « X » signifie littéralement que le processus suit deux chemins en haut et deux chemins en bas ce que donne une forme en X. Les deux chemins du haut sont utilisés pour la spécification parallèle des besoins fonctionnels et des contraintes de sécurité, et les deux chemins du bas correspondent aux deux axes des changementsimposésausystèmed’information: ils’agitdelavuelogiqueoude conception qui décrit les aspects statiques et dynamiques du système en termes de classes et d’objetset la vue technique qui se préoccupe de la spécification de l’architecturetechniquedusystème.
Le processus en X est basé sur les deux axiomes suivants: 1) Laspécificationfonctionnelledessystèmesd’informationn’estpassuffisantepour résoudre les différentes problématiques liées à l’intégration des réseaux informatiques dans ces systèmes, comme, entre autres, les problèmes de sécurité. La conception et la réalisation des systèmes d’informationdoivent tenir compte, en plus des besoins fonctionnels, des différentes contraintes de sécurité. On peut procéder donc à une spécification parallèle, suivant un axe gauche « fonctionnel » et un axe droite « de sécurité ». Al’issuedesévolutionsdesspécificationsfonctionnellesetde sécurité, la conception du système consistera à fusionner les résultats de ces deux branches du processus. Par exemple: Lorsque un client veut effectuer un paiement des factures par Internet pour une entreprise commerciale, la branche gauche consiste à spécifier et à traiter les différents besoins fonctionnelstelquel’identificationdelacartedecrédit,laspécificationdesfacturesimpayéesetl’affectationdesfacturesàpayer.Parcontrelabranche droite consiste à spécifier et analyser les différentes contraintes de sécurité liées à l’opérationdepaiementtelquel’intégritéetlaconfidentialitédesfacturesetdesinformations de paiement et aussi la non répudiation de paiement. En fin, les résultats issusdesdeuxbranchespermettentd’assureruneopérationdepaiementsécurisée.
Besoins fonctionnels Contraintes de sécurité
Conception du
Système d’Information Fig. 1. Laconceptiond’unsystèmed’informationsujetàdesbesoins
fonctionnels et à des contraintes de sécurité 2) L’organisationlogique, qui décrit les aspects statique et dynamique du système en termesdeclassesetd’objets, est en effet indépendante des technologies et architectures techniques utilisées pourledéveloppementd’unproduitlogiciel.Le deuxième axiome fondateur du processus en X consiste à décomposer et à traiter parallèlement les vues logique et technique du système à partir des besoins fonctionnels et de sécurité spécifiés précédemment. Enfin, la réalisation du système consiste à intégrer le modèlelogiquedansl’architecturetechnique.La branche logique consiste en effet à définir la structure et la dynamique des classes et des objets de système, à l'autre côté, la branche technique spécifie l'architecture technique et la configuration matérielle du système.
Spécification des besoins fonctionnels
LafiguresuivanteprésenteleschémagénéralduprocessusenX.D’uncôté,la spécification parallèle des besoins fonctionnels et des contraintes de sécurité et, de l’autrecôté,laconceptionlogiqueetcelledel’architecturetechniquedusystème,qui donne au processus une forme en X.
Recueil initial des besoins
Le recueil initial des besoins est la première phase du processus en X. Cette étape joue un rôle très important car elle constitue le point de départ de la modélisation du système. Elle consiste à effectuer un premier repérage des besoins fonctionnels et de sécurité en utilisant le texte pour définir les cahiers des charges (fonctionnel et sécurité),etdesdiagrammessimplespourvisualiserlecontextedusystème.L’objectif principal de cette phase est donc de préparer le terrain aux phases de spécification des besoins fonctionnels et des contraintes de sécurité.
Cette phase a pour objectifs de compléter le recueil initial des besoins fonctionnels effectué durant la phase précédente, et de définir la frontière fonctionnelle entre le système et son environnement en précisant les activités attendues des différents utilisateurs du système. Cette étape produit un modèle qui permet de contrôler la bonne adéquation des besoins fonctionnels avec ceux des utilisateurs. La technique des cas d’utilisationestlapierreangulairedecetteétape.Ellepermetdespécifierl’ensemble desséquencesd’interactionsentrelesystèmeetsesacteurs.Cettephaseconsisteaussi àdécrireladynamiquedescasd’utilisationenutilisantletexteetlesdifférentsmodèles dynamiques.
Cette phase consiste à compléter la spécification des différentes contraintes de sécurité recensées dans la phase de recueil initial des besoins, et qui dimensionnent la conception logique et technique du système. Dans cette phase, nous introduisons les notions de cas de sécurité et de diagramme de cas de sécurité. Un cas de sécurité est utilisé pour représenter les services de sécurité fournis par le système pour les différents acteurs. Cette phase consiste aussi à décrirelesscénarioscritiquesàl’aidedes différents modèles dynamiques, ainsi que l’identificationdesattaquespossibles.
Cette phase consiste à coordonner entre les modèles de deux branches de spécification, puis de valider les besoins fonctionnels et les contraintes de sécurité avec le client. Danslecarded’unprocessusitératif,incrémentaletpilotéparlesrisques,cette étape permet aussi de partager le projet en itérations en affectant des niveaux de risqueàchaquecasd’utilisationetsescorrespondantsdesécurité,etencommençantpar lescaslespluscritiquesentermesdegestiondeprojetafind’annulerlesrisques d’échec.
Cette phase décrit les aspects statiques et dynamiques du système en termes de classesetd’objets,ainsiquelescollaborationsetlesinteractionsentrecesobjets.Elle produit un modèle de conception du domaine qui définit la structure et la dynamique des objets connus dans le métier des utilisateurs du système dans le cadre de la mise en application de leurs besoins fonctionnels et de sécurité.
Cette phase consiste à recenser toutes les contraintes et les choix techniques. Elle produitdesmodèlespermettantd’exprimerlescontraintesdemiseenoeuvreauniveauphysique(lesnoeudsetlesconnexionsphysiquesdusystème),etdedéfinirune architecture basée sur des dispositions préventives prenant en considération les contraintes fonctionnelles et de sécurité pour assurer la sécurité du système contre les menaces potentielles. 4.7. Intégration, codage et tests
Cettephaseconsisteàintégrerlemodèlelogiquedansl’architecturetechnique, en spécifiant le modèle de déploiement et le modèle de données de système ainsi que le codage et la réalisation du système. Cette phase permet aussi de tester les unités de code réalisées et de valider les fonctions du système développé.
XUP passe par un ensemble d’étapes successives de plus en plus détaillées, une telle progression organise le volume des informations collectées et définit les objectifs à atteindre pour chaque étape suivant un découpage en niveaux de détail croissants. Lafiguresuivantemontrelesdifférentsniveauxd’avancementduprocessus en X.
Contexte
Cas d’utilisation Enchaînements de description
Classes statiques Interaction des objets Classes de conception
Cas de sécurité Scénarios critiques
Choix technique Composants d’exploitation
Spécification matérielle Modèle de déploiement
Modèle de données
Codage et recette * Pour la phase de recueil initial de besoins :
Le niveau « contexte » consiste à définir la frontière fonctionnelle et les différents services de sécurité attendus du système considéré comme une boîte noire. * Pour la phase de spécification des besoins fonctionnels :
Le niveau « casd’utilisation» a pour objet de montrer les différentes possibilités d’utilisationdusystèmeàpartirdumodèledecontexteafind’identifierlecomportement de ce système sans spécifier sa structure interne. Lescasd’utilisationpermettent aussideforcerl’utilisateuràdéfinircequ’ilattenddusystème.
Les « enchaînements de description » consistent à établir une description des cas d’utilisationidentifiésau niveauprécédent,enprésentantl’ensembledesinteractions entre les acteurs et le système considéré comme une boîte noire. La description des casd’utilisationestindispensable,carellepermetde communiquer facilement et de manière précise avec les utilisateurs. * Pour la phase de spécification des contraintes de sécurité :
Le niveau « cas de sécurité » permet de définir les services de sécurité fournis par le système (toujours envisagé comme une boite noire) afin de répondre aux différentes exigences de sécurité identifiées au niveau contexte. Les cas de sécurité sont absolumentdistinctsdescasd’utilisation; ils ne produisent pas une valeur ajoutée fonctionnelle mais ils recouvrent en effet tous service de sécurité dont un utilisateur bénéficie. Par exemple : Assurerl’authentificationd’unutilisateur, Assurerl’intégrité et la confidentialité des informations échangées, Assurer la non répudiationd’une transaction,...
Les « scénarios critiques » consistent à décrire les interactions ou les actions qui incluent un risque en mettant en jeu les différentes services ou propriétés de sécurité spécifiées par les cas de sécurité. Par exemple : les scénarios qui permettent d’assurer la non répudiation dans les transactions; il garantir que si une action est exécutée, elle ne peut pas être niée (elle est prouvée), les scénarios qui permettent d’assurer un échange équitable lors d'une transaction, les scénarios qui spécifient les interactions permettantl’échange desinformationscritiques(nécessite la confidentialité et l’intégrité) * Pourlaphased’analyse et conception :
Les « classes statiques » sont identifiées à partir des concepts métier extraits des scénariosdedescriptiondescasd’utilisationetdesscénarioscritiques.Ces concepts seront ensuiteformaliséssousformedeclassesetd’associationsrassembléesdansun diagramme statique.
Après le développement du modèle statique, nous remplaçons le système, considéré comme une boite noire lors de la spécification, parunensembled’objets.Le niveau « interaction » consiste donc à représenter la collaboration entre ces objets à partir des scénariosdécrivantl’exécutiondescasd’utilisation ou de sécurité
Le niveau « classe de conception » consiste à optimiser les modèles statiques en affinant les classes, les associations et les attributs, et en ajoutant les opérations identifiéesgrâceàl’analysedynamiquedesscénariosd’interaction. Dans le modèle de conception, on doit spécifier les propriétés de sécurité sur les données en profitant de la spécification des contraintes de sécurité. * Pourlaphased’architecturetechnique:
Le niveau « choix technique » permet de spécifier les pré-requis et les stratégies techniques, ainsiquelestyled’architectureentenantcomptedes contextes fonctionnel et de sécurité.
Après la spécification des choix techniques, le niveau « composants d’exploitation» définit la façon dont sera organisé les différents composant du système (Basededonnées,Serveurs,Applications,… ).
Le niveau « spécification matérielle » permetdedéfinirl’organisationphysiqueen termes de machines connectées par des moyens divers. En effet, les machines et les connexions sont toutes en relationdirecteaveclescomposantsd’exploitation.Lemodèle matériel doit intégrer les dispositions de prévention pour répondre aux contraintes de sécurité. * Pour la phase Intégration, codage et tests :
Le « modèle de déploiement » permet de représenter les postes de travail, la répartition des fonctions du système, ainsi que la localisation des composants d’exploitationsurleréseauphysique.
Le « modèle de données » permet la conception du stockage des données en étudiant sous quelle forme les instances sont sauvegardées sur un support physique.
Le niveau « Codage et recette » permet de produire et tester les unités de code puis de valider les fonctions de système développé. 6. Politiqued’itérationetdegestiondeprojets
Après le recueil initial des besoins et la définition des cahiers des charges fonctionnel et de sécurité avec le client, le système est découpé en packages fonctionnels fortement cohérents (en termes métier) et faiblement couplés (indépendants). A cet effet, il convient de spécifier les packages de sécurité permettant la structuration des contraintes de sécurité liées à chaque package fonctionnel. Un package fonctionnel et son correspondant de sécurité sont appelés package métier. Il sera ensuite demandé au client de définir des niveaux de priorité pour chaque package métier afin de livrer les fonctions les plus demandées.
La phase de spécification se fait par itération : chaque itération correspond à un package métier. Aprèsl’identificationdescasd’utilisationetdesécurité,lechefde projetvalidecescasavecleclientoulesacteursconcernés.Sil’ensembledesexigencesassuréesparlescasd’utilisationetdesécuriténerépond pas aux besoins des cahiersdescharges,l’équipedespécification doit reprendre la spécification et corriger les erreurs. Aprèslavalidationdescasd’utilisationetdescasdesécuritédupackage métier correspondant à une itération, on devra associer des niveaux de risque à chaque cas. A cet effet, il faudracommencerparlescasd’utilisationetdesécuritélesplus critiques en termes de gestion de projet afin de lever les risques majeurs. Une fois l’affectationdesniveauxderisqueétablie,onprocèdeaudécoupageduprojetenitérations. Chaque itérationinclutunensembledecasd’utilisationetde cas de sécurité.
La progression de la conception logique et technique est aussi de type itératif. L’analyseetlaconceptionlogiquecommencentparl’identificationdesclassescandidates à partir des cas d’utilisationdelamêmeitération.Cesclassesserontensuitedétaillées,complétéesetoptimisées.Letravaild’affinementconsisteàajouter,àmodifier ou à supprimer des classes, des associations ou des attributs. On profite ensuite de la branche de sécurité pour définir les contraintes de sécurité sur les données, et de l’analysedynamiquepourl’ajoutdesopérations.Aprèsl’élaborationdumodèlelogiqued’uneitération,onspécifiel’architecturetechniquepermettantl’exploitationde ce modèle. Si lemodèlelogiqueetsoncorrespondanttechniqued’uneitérationatteignentlesobjectifsfixés,onpasseàl’implémentation.Les taches d’industrialisation du logiciel concernent la mise en place des moyens et des outils qui vont permettre la livraison (release)d’uneitération.
La phase de spécification des besoins fonctionnels produit des modèles pour le moyen et long terme, afindecapitaliserlemétierdel’entrepriseetlefonctionnement desonsystèmed’information.La phase de spécification des contraintes de sécurité, quant à elle, produit des modèles pour le court terme, afin de définir les exigences de sécuritésimposéesauxsystèmesd’informationaprèslacapturedesmenacesprovenantdel’environnementdel’entreprise.Sil’environnementexigedenouvellesdonnes en matière de sécurité, il suffira d’intégrerlaspécificationdesnouvellescontraintesdesécuritédanslemodèlelogiqueetd’architecturetechniquepourmettreàjourle système sans passer par la spécification fonctionnelle.
La phase d’analyse et de conception produit des modèles pour le moyen et long terme afin de représenter la vue logique de système en termes de classes et objets. D’unautre côté, la phase d’architecturetechniquepermetdedévelopper des modèles pour le court et le moyen terme afin de visualiser la conception technique du système. Le modèle logique étant indépendantdel’architecturetechnique, on peut donc réaliser le même modèle logique en utilisant les différentes technologies dépendantes des mêmes exigences fonctionnelles et de sécurité. 8. Le processus en X, Processus Unifié et Extreme Programming 8.1. LeprocessusenXvérifielescaractéristiquesd’unprocessusunifié
Un processus unifié est un processus de développement logiciel construit sur UML, ilestitératifetincrémental,centrésurl’architectureetpilotéparlesexigencesdesutilisateurs.LeprocessusenXvérifielescaractéristiquesd’unprocessusunifié. Le processus en X piloté par les exigences des utilisateurs : Les exigences des utilisateurs sont donc prioritairement abordées dans ce processus en considérant deux types de besoins : 1. Les besoins fonctionnels qui correspondent aux fonctions métiers du système. 2. Les besoins de sécurité qui correspond aux services de sécurité qui doivent être rendu par le système.
Pourchaque cas d’utilisation,on procède à la description de l’ensemble d’interactionsentrelesutilisateursetlesystème.Lesconceptsutilisésdanscettedescription mets en évidencelesdifférentesclassesetobjetsdusystème.Dansl’autrecôté, les cas de sécurité et scénarios critiques permettant de définir les sous systèmes, les objets et les classes critiques ainsi que des niveaux de sécurité sur les données. Pour la conceptiond’architecture,leschoixtechniquesdoiventêtrepilotésparlesbesoins fonctionnels et les contraintes de sécurité. Le modèle de déploiement exprime généralement la répartition physique des fonctions métier sur les différents acteurs. Ce modèle doit prendre en considération les fonctions du système spécifiées par les cas d’utilisationpourl’identificationdespostesdetravail,et les contraintes de sécurité pour montrer les conditions de sécurité sur les connexions. La configuration matérielle doit intégrerlesdispositifspréventifsetlescomposantsd’exploitationdoivent satisfaire les exigences fonctionnelles et de sécurité.
Le processus en X itératif et incrémental Lechoixd’uneitération repose sur deux facteurs: - Une itération prend en compteuncertainnombredecasd’utilisationet ses correspondants de sécurité - L’itérationtraiteenprioritélesrisquesmajeurs.
Achaqueitération,lesdéveloppeursidentifientetspécifientlescasd’utilisationset de sécurité, créent une conception logique et technique, intègrent et implémentent ces conceptions sous forme de composants et vérifient que ceux-ci sont conformes aux casd’utilisationet aux cas de sécurité.Dèsqu’uneitérationrépondauxobjectifs fixés, ledéveloppementpasseàl’itération suivante.
Dans le cadre de la livraison des parties de système prioritairement demandées, notre politique de gestion de projet consiste à définir de niveaux de priorité pour chaque package métier afin de livrer les parties les plus demandées. Dans le cadre de la réductiondesrisquesd’échec,ilconvientd’associerdesniveauxderisquepourchaque casd’utilisationetdesécurité, afin de commencer par les cas les plus critiques en termes de gestion de projet.
Le processus en X centré sur l’architecture
L’architectured’unsystèmelogicielpeutêtredécritecommelesdifférentesvuesdu système.L’architecture« 4+1 » vues proposée par Ph. Kruchten présente cinq vues imbriquées : la vue des besoins des utilisateurs, la vue logique ou de conception, la vue des processus, la vue des composants ou de réalisation et la vue de déploiement. Chaque vue est une projection dans l'organisation et la structure du système qui s'intéresse à un aspect particulier de ce système. Les différentes vues sont abordées par le processus en X.
La vue des besoins des utilisateurs
La vue des processus La vue logique
La vue des Composants
La vue de déploiement
Extreme Programming est une méthode « Agile » basée sur un ensemble de
pratiques destinées à organiser le travail d'une équipe de développement. Plus
généralement, les pratiques XP sont sous-tendues par les quatre principes suivants [
Pour vérifier ces quatre principes,leprocessusenX metenoeuvrelespratiques suivantes : Travail en équipeetl’implicationduclient:
Le processus en X partage le travail de développement en plusieurs équipes (équipe de spécification fonctionnelles, équipe de spécification de sécurité, équipe de conception logique, équipe technique, équipe de codage et réalisation et testeurs) et favorise la communication entre les différentes équipes ainsi que la communication avec le client ou les utilisateurs.
Programmation pilotée par les tests :
Pour chaque scénario planifié, un ensemble de tests de recette est élaboré. Ces tests consistent à vérifier chacune des fonctionnalités demandées par le client. Le client doit donc participer à ces tests. En complément des tests de recette, qui servent à prouver au client que le logiciel remplit ses objectifs, Le processus en X réalise des tests unitaires. Ces tests permettent de spécifier et valider le comportement de chaque portion de code ajoutée.
Cycles itératifs pilotés par le client :
L'équipe livre régulièrement des versions du logiciel, les livraisons de nouvelles versions s'enchaînent à un rythme soutenu pour obtenir un feedback maximal sur l'avancement des développements. Au début de chaque itération, le client et les différentes équipes de développement se réunissent pour la planification de chaque itération. Cette réunion se présente comme une réelle séance de travail, qui donne aux différents intervenants l'occasion d'aligner leur compréhension de ce qui doit être réalisé.
Le processus enX vérifielescaractéristiquesd’unprocessusunifiéetpermet la miseenoeuvredesdifférentespratiquesdel’Extreme Programming. Il constitue une trame pour intégrer les meilleures pratiques dans les différents cycles de développement. Ce processus permet une spécification parallèle des besoins fonctionnels et des contraintes de sécurité,ainsiqu’une conception parallèle de la vue logique et techniqued’unsystème.Cedécoupagefavoriseletravailenéquipeetrépondauxbesoins d’évolutiondessystèmes.LeprocessusenXdéfinitunebonnepolitiqued’itération pilotée par les risques et les priorités du client,ainsiqu’unebonne tactique de progression définissant les objectifs à atteindre à chaque phase. 10. Références