基于知识图谱的软件安全需求分析

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随着计算机技术和产业在社会、生活各领域的不断渗透,软件安全问题也逐步进入人们的视野,成为全社会关注的焦点。信息技术安全评估通用标准(ISO15408)(Common Criteria for Information Technology Security Evaluation,缩写为Common Criteria或CC)作为计算机产品、信息技术产品安全认证的国际标准,在软件开发生命周期全流程以及后续对软件安全评估中都有着极具价值性的指导意义。CC中定义了十分详细的软件安全需求获取流程,安全需求作为软件的非功能性需求,在保障安全软件的开发过程中起到了至关重要的作用。为了使得非安全背景的人员在使用CC标准对安全需求进行分析时能够降低复杂性、困难性,本文提出了一种基于知识图谱的软件安全需求分析方法。在实验室前期研究成果的基础上,以CC标准、常见缺陷列表(Common Weakness Enumeration,缩写为CWE)和GB/T 17859-1999《计算机信息系统安全保护等级划分标准》为参考,抽取与安全需求相关的安全概念作为实体,如:CWE、软件安全等级、资产、安全威胁、组织安全策略、评估保证等级、安全目的、安全功能需求和安全保证需求等,抽取实体的文本描述作为实体属性,抽取与安全需求获取流程相关的关联关系作为实体间的关系构建了安全需求知识图谱。使用图神经网络模型进行知识图谱嵌入,最终得到融合了知识图谱中实体信息和图结构信息的特征向量,利用特征向量为链接预测、推荐等任务提供支持。本文在安全需求工程中引入了知识图谱和图神经网络,在降低相关人员对CC标准使用难度的同时,也为软件安全需求的分析与获取提供了理论技术支持和全新的思路。
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