本系列讨论面向服务的体系结构（Service-Oriented Architecture，SOA）安全性实现路线图。本系列共包括三个部分，本文是其中的第二部分，将讨论可帮助SOA安全团队开发成功的高层次设计的规则。

　　SOA安全实现和整个SOA一样，应该视为一个长期的过程。就像任何过程一样，如果要成功，您将需要某些特定的东西。

　　本系列的第1部分重点讨论路线图，此路线图提供了简单的10步骤流程，可作为SOA安全团队的总体指南。在该流程的第7步“遵循SOA安全实现的SDLC流程”中，SOA安全团队将进行任何SOA安全实现的高层次设计（High-Level Design，HLD）。在此步骤，将期望SOA安全团队遵循软件开发生命周期 (Software Development Life Cycle)。

　　软件开发生命周期

　　软件开发生命周期 (SDLC) 通常包括四个阶段：

　　·需求
　　·设计
　　·编码
　　·测试

　　SDLC的第二阶段（设计阶段）的目标是得到系统的总体设计。设计阶段包括两个子阶段：HLD和详细设计（Detailed-Level Design，DLD）。对于 HLD，您作为安全企业架构师（Security Enterprise Architect，SEA）将对SOA安全实现的功能需求和非功能需求进行检查，并设计总体解决方案体系结构。与企业架构师（Enterprise Architect，EA）类似，SEA负责以下事项：

　　·确定公共模式，以便了解系统之间的高级关系，从而能够对旧系统进行变更来创建新系统。
　　·获得正确的体系结构，这对于软件系统的设计至关重要。错误的体系结构会带来灾难性的后果。
　　·对软件体系结构有详细的了解，将允许团队在设计备选项之间作出明智的决策。
　　·提供体系结构表示形式，这对复杂系统的高级属性的分析和描述非常重要。

　　最基本的观念是，对于任意成功的SOA安全实现而言，构造良好的HLD非常关键，SEA对带领SOA安全团队进行其创建工作负有最终的责任。

　　创建HLD的简单规则

　　尽管SOA安全实现HLD非常重要，但SOA安全团队并不是总能清楚地确定HLD的目标应为什么。在没有专用体系结构资源的情况下，团队成员经常被体系结构概念所淹没，而且不熟悉可帮助其管理整个流程的建模工具。

　　这里，除了建议的工具外，还提供有用的提示和规则，供SOA安全团队成员采用和包含到流程中，以创建成功的SOA安全实现HLD。

　　在开始编写HLD文档之前，SOA安全团队成员应该记住一些基本的首要规则。实际上HLD应该：

　　·为关系图或关系图组，注释尽可能少。
　　·开始时尽可能简单尽可能抽象。
　　·能够被所有涉众理解。
　　·满足需求文档中列出的整个安全需求集。
　　·使用的关系图数量尽可能少：只有一个关系图最好了，但并非总是可行。
　　·包含所有主要对象，但必须对其进行保护，并以通用的方式对其进行表示。
　　·包含对象间所有的关键安全关系。
　　·用于生成所有安全测试用例。
　　·利用面向对象的概念，如封装、继承和多态性。
　　·作为生成DLD的起点。

　　您的重点应该放在提供关键问题的答案，如“我们何时开始？”“我们如何继续？”“我们如何知道何时已经完成了？”

　　创建HLD

　　SOA安全团队的HLD工作的主要目标是创建可作为沟通工具的文档：文档必须针对整个团队并代表整个团队的立场。在SOA团队成员陷入体系结构文档的细节之前，应该将重点放在对其需求进行全面检查上，了解其总体安全目标是什么。HLD必须清楚地从SOA实现的总体安全性的角度说明其设想。

　　将团队就主要涉众SOA安全实现问题达成的协议正式化就是下一步要进行的工作。例如，文档应该包括以下问题：
　
　　·我们需要什么？（安全人员和需求文档）
　　·我们要构建什么？（开发人员）
　　·我们所投资的是什么？（高层管理）

　　HLD还必须提供更为复杂问题的答案，如非功能需求等。这些需求包括系统审核与控制、可扩展性、弹性、垂直伸缩性和水平伸缩性、多站点问题以及第三方工具的集成。

　　决定何时开始HLD工作并不容易。受到广泛认可的行业指导原则是，将能力成熟度模型集成（Capability Maturity Model Integration，CMMI）3-4 级别（请参见参考资料）作为实现企业SOA安全战略的基础。在开始进行相应的工作前，应该完成很多详细的需求文档。而且，必须同时了解SOA安全服务实现的大部分内容。在开始HLD前，团队应该已经列出了其需求，了解用于满足这些需求的服务，并将这些服务与相应的需求建立了联系。

　　标识主体

　　在深入开展HLD的工作前，团队应该创建其必须加以保护的所有实体的列表。在安全领域中，必须保护的项目称为主体。以下是典型SOA系统的高级主体：

　　·应用程序或服务
　　·硬件
　　·消息
　　·编排
　　·服务组件
　　·SOA组件（例如，企业服务总线（Enterprise Service Bus，ESB））
　　·用户
　　·实用工具

　　此外，SOA安全团队应该生成高级图形表示形式，以说明团队成员将如何保护主体之间的交互。图1显示主体如何进一步划分为参与者 和资源，其中每个参与者可以为调用资源的功能的人员或计算应用程序，而每个资源则是服务功能、数据、组件或实际效果。主体之间的安全中间层可以进一步分解为执行点、决策点、契约和属性。

　　图1. 受保护的主体交互
 
　　主体交互

　　由于上面列出的每个主体可能与其他主体交互，因此图1中所示的中间层要求为每个交互提供一个这样的关系图。对于具有表1中所示的聚合的SOA实现，大约可能会有1000 x 1000个交互。即需要考虑的（至少在HLD中如此）主体间的潜在交互数量为1,000,000。

　　表1. SOA主体计数

　　SOA主体 计数
　　应用程序或服务50
　　硬件50
　　消息700
　　编排50
　　服务组件50
　　SOA组件(ESB) 1
　　用户50
　　实用工具49
　　共计  1000 

　　保护主体交互

　　随着对主体间的交互的进一步细分，将出现特定的SOA安全服务来专门负责保护这些交互。在开始SOA HLD前，团队应该创建将服务与主体关联的表格。表2显示了一段需求文本摘录，其中的identification服务与所有主体关联。

　　表2. SOA安全需求

　　需求编号 服务 描述

　　1 Identification 所有主体必须能够唯一进行标识。
　　2 Identification 安全性必须提供分配给所有指定主体的唯一标识的机制。
　　3 Identification 安全性必须提供记录何时添加、删除或修改主体的标识。
　　4 Identification 安全性必须提供用于管理标识的管理接口。

　　可以通过主体/服务表对此关联关系进行进一步说明，此表在构造HLD时非常有用。表3所示的就是一个这样的表格。

　　表3. SOA安全主体/服务表

　　审核 身份验证 凭据 标识
　　应用程序或服务   X
　　硬件   X
　　消息   X
　　编排   X
　　服务组件   X
　　SOA组件 (ESB)   X
　　用户   X
　　实用工具   X

　　请注意，此流程不是静态的，而是动态的：收集了足够的需求后，团队就基本上准备好开始初级HLD的工作了。随着其他需求的添加，将继续影响HLD。而且，随着HLD的不断充实，在达到稳定状态（一个文档中的更改不会对其他文档造成影响）前，也可能会出现其他意料之外的需求。

　　首先，团队不应太过于关注一个体系结构概念，因为创建SOA HLD的过程可能变化非常大，涉及到很多涉众。因此，最好使用有助于HLD设计和HLD设计管理流程的工具。SOA安全团队成员应该熟悉“Developing a J2EE Architecture with Rational Software Architect Using the Rational Unified Process”之类在线教程。同样，HLD的目的首先是向SOA安全团队进行清楚地说明。然后，应该与EA合作，确保文档与企业模型的总体体系结构概念一致。

　　创建关系图

　　让我们从图2所示的简单关系图开始。

　　图2. SOA安全集合
 
　　这里的“SOA安全集合”代表满足所有SOA安全需求的所有安全服务。它渗透到整个SOA实现中，可以充分满足当前和以后的需求。值得注意的是，此关系图满足前五个规则，即：

　　·为关系图或关系图组。
　　·开始时尽可能简单尽可能抽象。
　　·所有涉众都能够理解。
　　·满足需求文档中列出的整个需求集。
　　·使用的关系图数量尽可能少。（只有一个关系图最好了，但并非总是可行。）

　　不过，图2并不满足任何其他规则，因此必须对其进行进一步的优化，不过务必注意，这样的关系图比一张白纸可有用得多。

　　通过在下一个关系图（图3）中将图2作为基础关系图使用，可向您的SOA集合添加SOA安全服务、主体和主体交互元素。此外，还可包括第三方工具和电子边界之类的元素。除了主体与安全服务的中间层之间的交互外，还要考虑除了SOA安全性提供的服务外还提供关键服务的第三方工具和服务。

　　图3. SOA安全集合（细节）
 
　　仔细研究一下这个关系图，会发现此图满足其他规则需求，包括：

　　·包含所有主要对象，但必须对其进行保护，并以通用的方式对其进行表示
　　·包含对象间所有的关键安全关系
　　·利用面向对象的概念，如封装、继承和多态性

　　图3保护此实现的所有主要SOA安全服务。可以根据需要包括其他服务，但包括超过三个或四个服务并不会得到更多的信息。图3也包含所有的主体：通过使用不同的形状，可将其用于以多态的方式表示所有主体交互。

　　如果假定每个主体的每个边界都是执行点(EP)和决策点(DP)，则已在此关系图中包含了HLD所需的所有元素。将不会提供关于这些EP或DP将如何实现的细节：这些细节将在详细设计部分予以介绍。

　　创建DLD

　　以此HLD为基础，您可以着手生成DLD（首要规则第10条）。在这种情况下，可以使用与产品无关的统一建模语言（Unified Modeling Language，UML）概念来说明SOA安全服务之间的关系，如图4中所示。

　　图4. 主要安全组件
 
　　在图4中，根据HLD关系图提供了安全服务的详细组件关系图。

　　总结

　　创建SOA安全HLD时，务必从详细需求开始着手。通过使用正确的工具设计和管理流程，并遵循本文中的首要规则，您和SOA安全团队可以创建所有人都认为清楚的HLD，而不会陷入概念的泥潭中。

　　本系列的下一篇文章（最后一篇）将重点讨论创建用于生成SOA安全测试用例的有用概念。为了遵循规则10，您将使用此HLD开始生成测试用例。在此之前，欢迎您提供有用的意见和建议。

　　关于作者

　　John Betancourt是Intelleges的总裁兼CEO，该公司的业务重点是供应链安全性、大型SOA实现和网络安全性。

SOA安全性基础知识
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