软件开发方法与实践 课件 第九章 软件能力成熟度模型

第九章软件能力成熟度模型目录019.1CMM概述能力成熟度模型的起源软件工程三要素CMM五个成熟度等级成熟度等级演进路径029.2CMMICMMI的提出背景CMMI的过程域阶段式表示法连续式表示法039.3华为云零信任零信任发展现状及趋势零信任能力成熟度模型五大安全领域详解华为云零信任实践9.1CMM概述能力成熟度模型的起源软件工程三要素与CMM五个成熟度等级9.1CMM概述9.1CMM概述软件开发的三大目标计算机软件是当今社会各行各业实现信息化的重要基石。软件的种类、规模和功能需求不断延伸扩展，对软件开发的三大目标提出了越来越高的挑战：质量—软件产品满足用户需求的程度成本—开发过程中投入的资源控制进度—项目按时交付的能力三大目标之间相互关联、相互制约，需要平衡这三者之间的关系。质量成本进度1968SOFTWAREENGINEERING为解决或缓解软件危机，减少软件质量不达标、成本和进度超预期的情况，北大西洋公约组织于1968年提出了"软件工程"的概念。用现代工程化的方法进行软件的构建、管理、运行、维护和更新，成为软件工程的核心思想。9.1CMM概述软件工程三要素：过程、方法、工具01过程（Process）软件工程三要素的根基。将工具和方法综合起来，达到合理、及时地进行软件开发的目的。是软件产品构建时所执行的一系列活动、动作和任务的集合。02方法（Method）提供"如何做"的技术。覆盖面很广，包括业务沟通、需求分析、设计建模、程序构建、功能测试等各个阶段的方法论指导。03工具（Tool）提供自动或半自动的软件支撑环境。包括开发工具、测试工具、项目管理工具等，帮助团队更高效地完成软件开发任务。9.1CMM概述CMM的起源与发展1986年，美国卡内基·梅隆大学的软件工程研究所（SEI）为了解决由于软件过程管理不善而导致软件开发质量低下的问题，开始研发改进软件过程的软件过程成熟度框架。1991年，SEI提出了软件能力成熟度模型CMM1.0版。CMM既是软件品质、开发和维护过程等（统称软件过程）管理的模型，也是一种衡量软件开发能力和成熟度的标准。CMM在推动软件过程改进的实践中，提供了一个包含5个成熟度等级的框架，可用于衡量软件开发组织的成熟度并评估其软件过程能力。CMM1.0CAPABILITYMATURITYMODELCMM提供了一个包含5个成熟度等级的框架：1.初始级（等级1）2.可重复级（等级2）3.已定义级（等级3）4.已管理级（等级4）5.优化级（等级5）每个等级都建立在前一等级的基础上，朝着实现更成熟的软件过程的方向发展。9.1CMM概述CMM五个成熟度等级总览—从混沌到持续改进的渐进框架等级1初始级混沌的过程软件过程缺乏规范管理，处于混乱无序状态，项目成功依赖个人能力。等级2可重复级有纪律的过程已建立基本项目管理过程，能重复过往成功项目的经验。等级3已定义级标准一致的过程组织层面已定义标准化软件过程，所有项目遵循统一标准流程。等级4已管理级可预测的过程对软件过程和产品质量进行量化管理，实现过程的可预测性。等级5优化级持续改进的过程聚焦持续改进，通过数据分析识别改进机会，引入新技术优化过程。9.1CMM概述等级1初始级—混沌的过程软件过程缺乏规范管理，处于混乱、无序状态。项目成功完全依赖个人能力和英雄主义，过程不可控，质量难以保证。没有建立基本的项目管理流程，每次项目都是独特的冒险。等级2可重复级—有纪律的过程已经建立基本项目管理过程，能重复过往成功项目的经验。可对成本、进度、功能进行跟踪管理，过程具备一定规范性。项目计划、需求变更管理等基础实践已到位。等级3已定义级—标准一致的过程组织层面已定义标准化软件过程，所有项目遵循统一标准流程。团队协作模式和文档规范统一透明且一致。通过组织级的过程定义和培训推广，确保过程标准化执行。等级4已管理级—可预测的过程对软件过程和产品质量进行量化管理，通过数据收集与分析实现过程的可预测性。能精准监控项目进度、质量等指标，建立量化目标并持续跟踪度量。9.1CMM概述等级5优化级—能持续改进的软件过程聚焦持续改进，通过数据分析识别过程改进机会，引入新技术、新方法优化过程，实现软件过程的动态提升效率优化与持续创新。成熟度等级演进路径初始级→可重复级可重复级→已定义级已定义级→已管理级已管理级→优化级从无序到有序管理建立基本项目管理流程，如制订项目计划、跟踪进度、管理需求变更。从项目级到组织级标准梳理并定义全组织统一的标准化软件过程，形成文档化规范。从定性管理到量化管理建立量化指标，通过数据收集、分析监控过程，实现精准管理。从维持稳定到持续改进利用量化数据深度分析过程瓶颈，引入新技术持续优化软件过程。9.1CMM概述CMM核心要点总结1CMM的定义与目标CMM是软件过程管理的模型，也是衡量软件开发能力和成熟度的标准。其核心目标是通过5个成熟度等级框架，帮助软件组织确定改进优先次序，实现软件过程的高效、可控与持续优化。2五个成熟度等级从初始级（混沌）到优化级（持续改进），每个等级建立在前一等级基础上。演进路径为：初始级→可重复级→已定义级→已管理级→优化级，逐步实现过程规范化、量化和优化。CMM在软件工程中的重要意义CMM为软件组织提供了系统性的过程改进框架，通过定义、实施、度量、控制和改进软件过程，使软件开发更加有序，有效降低项目风险，提升软件质量。它是后续CMMI发展的基础，对软件工程领域产生了深远影响。9.2CMMI能力成熟度模型集成的提出背景过程域与表示方法9.2CMMI9.2CMMICMMI的提出背景CMM的推出对软件开发管理和质量提升有着巨大帮助。然而，随着IT信息行业的快速发展，软件系统环境和开发环境变得越来越复杂，单一学科的CMM模型不再适用。SEI逐渐开发了多种CMM模型：•系统工程（SE-CMM）•软件工程（SW-CMM）•软件采办（SA-CMM）•人力资源管理（PCMM）•集成化产品和过程开发（IPPD-CMM）在跨学科、跨组织和多文化交叉融合的背景下，模型选择可能发生冲突，亟需一种集成化的解决方案。2000CMMI1.0RELEASED1999年，SEI正式提出CMMI概念并完成首次实验。2000年，SEI正式推出CMMI1.0版本。CMMI融合了多个领域能力，解决了多模型并行的管理难题，在多领域过程改进场景中逐渐取代CMM。演进脉络：模型起源→模型整合→后续版本迭代。9.2CMMICMMI的过程域—CMMI-DEV1.2版本共22个过程域，分为4个类别项目管理类过程域（7个）中文名称英文名称缩写需求管理RequirementsManagementREQM项目规划ProjectPlanningPP项目监控ProjectMonitoringandControlPMC供应商协议管理SupplierAgreementManagementSAM集成项目管理IntegratedProjectManagementIPM风险管理RiskManagementRSKM定量项目管理QuantitativeProjectManagementQPM过程域（ProcessArea,PA）是同属于某个领域且彼此相关的实践集合，当这些过程域共同执行时，可以达到过程改进的目的。每个过程域都表示过程改进活动中应关注或改进的某个方面，包含：•特定目标（SpecificGoals）•特定实践（SpecificPractices）•公共实践（GenericPractices）项目管理类过程域围绕项目的全生命周期展开，从项目规划、监控到风险管理，确保项目顺利推进。9.2CMMI过程管理类过程域（5个）中文名称英文名称缩写组织过程焦点OrganizationalProcessFocusOPF组织过程定义OrganizationalProcessDefinitionOPD组织培训OrganizationalTrainingOT组织过程绩效OrganizationalProcessPerformanceOPP组织革新与部署OrganizationalInnovationandDeploymentOID工程类过程域（6个）中文名称英文名称缩写需求开发RequirementsDevelopmentRD技术解决方案TechnicalSolutionTS产品集成ProductIntegrationPI验证VerificationVER确认ValidationVAL过程管理类主要对组织的标准过程进行规划、建立、改进和维护。通过组织过程定义建立统一的标准过程库；借助组织过程焦点分析和改进过程；组织培训则为人员提供与过程相关的知识和技能，提升组织整体过程能力。工程类侧重于将用户需求转化为最终产品或服务。需求开发明确产品要实现的功能和特性；技术解决方案设计具体的实现方案；产品集成把各个组件组合起来；验证和确认则分别检查产品是否满足设计要求和用户的实际需求，保证产品质量。9.2CMMI支撑类过程域（5个）中文名称英文名称缩写度量分析MeasurementandAnalysisMA过程和产品质量保证ProcessandProductQualityAssurancePPQA配置管理ConfigurationManagementCM决策分析与解决方案DecisionAnalysisandResolutionDAR原因分析与解决方案CausalAnalysisandResolutionCAR支撑类过程域为其他过程提供必要的支持和保障：•配置管理：对工作产品的版本、变更等进行控制•过程和产品质量保证：确保过程和产品符合既定标准和规范•度量分析：用于收集和分析数据，为决策提供依据•决策分析与解决方案：通过客观评估来选择最优方案•原因分析与解决方案：识别并系统性解决根本原因22个过程域的四大类别总结项目管理过程（7个）：围绕项目全生命周期，从规划到监控，保障项目顺利推进。过程管理过程（5个）：对组织标准过程进行规划、建立、改进和维护。工程过程（6个）：将用户需求转化为最终产品或服务。支持过程（5个）：为其他过程提供必要的支持和保障。9.2CMMICMMI阶段式表示法—5个成熟度等级等级1初始级过程呈现无序性，表现为不可预测的被动管理状态，缺乏系统性过程规范。项目成功完全依赖个人能力，过程不可控。等级2已管理级聚焦项目层级管理，通过计划性管控实现项目执行过程的可度量性与受控性，确保项目按规划推进。等级3已定义级基于组织级标准化体系，构建覆盖项目的管理指南，实现从被动响应到主动规划的管理升级。等级4量化管理级以数据驱动管理决策，通过建立可预测的量化绩效改进目标，实现过程的可度量与可控性，精准满足需求。等级5优化级立足组织持续改进，在保持稳定运营基础上，强化灵活性以响应机会与挑战，为创新实践提供核心支撑。9.2CMMICMMI连续式表示法—6个能力等级（0~5）等级0不完整级流程执行具有不完整性，仅部分实施流程活动，未全面达成所有具体目标要求。等级1已执行级流程已实施并实现全部具体目标，满足基础执行要求，但缺乏系统性的计划与监控。等级2已管理级依据组织政策，在项目层面完成流程规划与定义，对流程实施系统性监控与控制。等级3已定义级基于组织标准流程集，结合项目实际需求完成过程定制，确保流程执行的一致性与规范性。等级4量化管理级针对定义完备的过程，运用统计技术实施量化管控，实现过程管理的精准性与可预测性。等级5优化级通过定量分析持续驱动流程优化，主动预防缺陷，积极采用新技术实现流程持续优化。9.3华为云零信任能力成熟度模型零信任安全理念与能力成熟度模型的融合华为云零信任能力成熟度模型架构与实践9.3华为云零信任能力成熟度模型9.3华为云零信任能力成熟度模型零信任发展现状及趋势2010年，Forrester研究机构首席分析师JohnKindervag提出了零信任理念。经过多年的发展和演进，零信任已经成为网络安全领域的重要趋势。零信任安全模型基于"永不信任，始终验证"的原则，认为网络上的任何用户、设备、应用程序和服务都不可信，需要在访问网络资源前进行身份验证和授权。这种方法打破了传统的网络边界概念，因为企业网络内外的任何人、设备和系统都需要进行验证和授权。2010ZEROTRUSTPROPOSED零信任模型的核心机制：持续身份验证对每个用户、设备或应用程序进行持续验证，确保他们仍然是受信任的。动态授权基于验证结果，对访问权限进行细粒度控制，确保只能访问所需资源。9.3华为云零信任能力成熟度模型"零信任+AI"融合发展的四大关键方向1评估访问主体更全面借助AI强大的数据处理能力，引入更加多元化的评估源，实现对访问主体更综合、更全面的评估。2威胁检测范围扩大AI能够将访问主体的属性与流量、访问行为数据进行智能关联，大大拓展了威胁检测的边界。3威胁预测能力增强基于历史攻击数据和威胁行为，AI能够构建精准的预测模型，提前洞察潜在威胁。4安全分析决策效率提升AI能够快速识别语言意图，自动处理威胁并生成详细的安全报告，为安全决策提供专业建议。9.3华为云零信任能力成熟度模型华为云零信任能力成熟度模型架构华为云零信任能力成熟度模型参考业界零信任架构，并融合华为云零信任落地实践经验，将成熟度评估理论转化为用于指导实操的具体框架。模型架构分为三部分：1.零信任安全领域人员、设备、网络、工作负载/应用、数据5大安全领域2.零信任能力成熟度等级初始、部分管理、成型、先进、持续优化5个等级3.零信任能力维度组织建设、制度流程、技术工具、数据运营4个维度模型的三大特点评估领域细化在业界已有评估领域基础上，进一步细化零信任5大能力支柱的关键安全领域。能力维度全面除了技术能力，还可评估组织建设、制度流程及数据运营等管理能力。度量指标量化为所有关键安全领域制定具体的度量指标，可量化评估成熟度等级。9.3华为云零信任能力成熟度模型零信任安全领域—5大领域细分为20个关键安全子域人员安全•身份标签管理•持续身份认证•动态权限管理•特权账号管理确保各类人员身份及其活动的安全设备安全•设备属性管理•设备动态访问•设备合规•终端设备保护持续识别验证授权保护所有设备网络安全•微分段•双向传输安全•威胁防护•软件定义边界保障数据传输和访问通道安全工作负载/应用安全•应用安全访问•开源与第三方代码安全•DevSecOps•安全配置保障应用层和计算组件安全数据安全•数据发现与分类•数据脱敏•数据防泄露•数据血缘确保数据全生命周期安全保护9.3华为云零信任能力成熟度模型人员安全领域—四个核心能力身份标签管理对用户账号及标签进行全生命周期的管理，确保合法用户的身份信息可靠且持续更新。从初始级的账号标识到持续优化级的AI自适应管理。持续身份认证对用户身份进行持续验证，确保用户访问资源前和使用资源过程中的身份合法性。从静态密码到多因素认证，再到AI自适应调整认证策略。动态权限管理实时评估用户身份风险，根据风险要素进行基于最小权限原则的资源分配。从人工授权到基于角色的静态策略，再到AI自适应权限调整。特权账号管理对特权账号进行管理，防止凭证泄露或特权滥用带来的风险。从人工分散记录到统一平台纳管，再到AI自适应调整特权访问权限。9.3华为云零信任能力成熟度模型设备安全领域—四个核心能力设备属性管理持续且自动化地识别、记录和跟踪组织内不同类型设备资产及对应属性的能力，为设备动态访问控制提供前置条件。设备动态访问基于ABAC模型持续评估设备主体属性及上下文环境，完成对设备动态认证与授权动作的能力。设备合规自动化且持续验证不同类型设备相关配置策略的符合性，并针对不符合配置基线的设备执行修复的能力。终端设备保护自动化且持续地针对不同类型设备执行威胁预防、检测和响应机制的能力。9.3华为云零信任能力成熟度模型网络安全领域—四个核心能力微分段对网络和应用资源进行分段隔离，将访问客体资源进行细粒度划分。从仅区分内外网络边界到全网络资源实现微分段，再到AI自适应调整分段策略。双向传输安全通过双向身份认证以及对传输链路进行加密，确保数据传输过程中的真实性、完整性和私密性。从单一加密算法到混合加密算法和双向传输协议。威胁防护对网络活动进行检测分析，确保及时发现并响应网络威胁。从已知威胁特征匹配到机器学习行为分析模型，实现未知威胁的自动检测与修复。软件定义边界通过资源隐身、强身份认证以及动态授权，对目标进行保护，有效将企业应用和不安全网络进行隔离。从传统防火墙到基于身份的动态访问控制。9.3华为云零信任能力成熟度模型工作负载/应用安全领域—四个核心能力应用安全访问通过基于策略的环境上下文动态凭证，实现应用程序或服务间的访问控制。从简单隔离到基于环境上下文的动态认证和凭证自动管理。开源与第三方代码安全通过多层次的自动化安全检查，保障用于构建应用程序的二进制、库或源代码的安全性。从人工按需扫描到多层次自动化安全检查及可视化监控。DevSecOps通过左移策略，将安全重心转移到开发最初阶段就采取安全措施，实现从开发到运行的快速响应和敏捷迭代。安全活动融入应用全生命周期。安全配置通过配置策略代码化等方式，对配置文件进行版本控制，同时更智能和高效地实现对虚拟化基础设施的配置安全管理。实现配置策略代码化落地与自动合规校验。9.3华为云零信任能力成熟度模型数据安全领域—四个核心能力数据发现与分类对数据进行识别、标记、分类，作为数据安全落实的前置条件，确保组织能够及时、准确发现并保护不同类别的数据。数据脱敏通过脱敏规则对敏感信息进行数据的变形，实现敏感隐私数据的可靠保护，确保数据在使用时的安全。数据防泄露自动化且持续地检测、防止和响应敏感数据在使用、存储和传输过程中违反组织数据安全政策的能力，防止敏感信息的意外泄露。数据血缘通过自动化技术，追溯并记录数据在生命周期中"来源-流转路径-处理过程-最终去向"的能力，提高数据可见性，降低数据在流