Wie kann Vollständigkeit und Konsistenz der Entwicklungsdokumente sichergestellt werden?

1. Einleitung

Die Entwicklung sicherheitskritischer Produkte erfolgt in der Regel nach dem V-Modell. Dieses Modell fordert vollständige und konsistente Entwicklungsdokumente, sowohl auf der linken Seite des V (Spezifikations- und Anforderungsdokumente) als auch auf der rechten Seite des V (Verifikations- und Validierungsdokumente).

Das V-Modell ist vertikal in Produktarchitekturebenen unterteilt. Diese umfassen mindestens drei Ebenen:

• Systemebene,
• Hardwareebene,
• Softwareebene.

Vollständigkeit und Konsistenz bedeuten:

a) Auf der linken Seite des V müssen die Dokumente einer Produktarchitekturebene zu den benachbarten darüber- und darunterliegenden Ebenen vollständig und konsistent sein.

b) Verifikations- und Validierungsdokumente auf der rechten Seite des V müssen zu den Dokumenten auf der linken Seite des V, insbesondere zu den Anforderungsdokumenten, passen.

Abschnitt 2 erläutert die Erstellung konsistenter Dokumente auf der linken Seite des V, während Abschnitt 3 die rechte Seite beleuchtet. Abschnitt 4 fasst die Erkenntnisse zusammen.

2. Konsistente Dokumente auf der linken Seite des V

Die linke Seite des V umfasst folgende Dokumente:

• Designspezifikationen: Architektur und Funktionen des Produkts,
• Sicherheitsanalysen: Sicherheitsgefährdungen, Sicherheitsmechanismen und Sicherheitsanforderungen,
• Anforderungsdokumente: Funktionale und nicht-funktionale Anforderungen.

Das Produkt wird in Systemelemente, Hardwareelemente und Softwareelemente aufgeteilt. Diese Elemente verfügen über zwei Arten von Schnittstellen:

• Beabsichtigte Schnittstellen: Funktionale Verbindungen zwischen Elementen,
• Unbeabsichtigte Schnittstellen: Störeinflüsse und Störaussendungen.

Die Konsistenz wird durch das „Herunterkaskadieren“ von Spezifikationen und Anforderungen sichergestellt. Dabei werden Spezifikationen und Anforderungen von einer höheren Ebene auf die darunterliegenden übertragen und verfeinert. Automatisierte Prüfungen helfen dabei, Fehler und Abweichungen zu erkennen.

3. Konsistente Dokumente auf der rechten Seite des V

Die rechte Seite des V umfasst folgende Dokumente:

• Verifikationsspezifikationen: Integrations- und Qualitätstests,
• Verifikationsberichte: Dokumentation der Testergebnisse,
• Validierungsspezifikationen und -berichte: Sicherheitsvalidierung und Endabnahme.

Verifikationsspezifikationen werden direkt aus den Anforderungen abgeleitet. Automatisierte Verknüpfungen stellen sicher, dass die Anforderungen vollständig durch Tests abgedeckt werden. Bei der Validierung liegt der Fokus auf der bestimmungsgemäßen und sicheren Verwendung des Produkts in seiner Zielumgebung, dem „Muttersystem“. Validierungsspezifikationen werden mit Anforderungen auf der Ebene des „Muttersystems“ verknüpft. Wenn sowohl die Anforderungen als auch die Verifikations- und Validierungsspezifikationen mittels geeigneter Schablonen formuliert werden, dann sind automatisierte Konsistenzprüfungen auch auf der rechten Seite des V möglich.  

Vorteile automatisierter Konsistenzprüfungen

• Schnelligkeit: Automatisierte Prüfungen sparen Zeit.
• Präzision: Fehler und Lücken werden zuverlässig identifiziert.
• Nachvollziehbarkeit: Automatisch erzeugte Fehlermeldungen sind standardisiert und leicht verständlich.

4. Zusammenfassung

Vollständigkeit und Konsistenz der entwicklungsbegleitenden Dokumente sind essenziell für die Entwicklung sicherheitskritischer Produkte. Dies wird durch folgende Maßnahmen erreicht:

• Hierarchische Aufteilung des Produkts in System-, Hardware- und Softwareebenen,
• Verwendung einheitlicher Dokumentenstrukturen auf allen Ebenen,
• Teilautomatisierte Generierung und Prüfung von Dokumenteninhalten.

Mit Tools wie der autoConform®-Software lassen sich diese Ziele effizient umsetzen, sodass Entwicklungsprojekte schneller und zielsicherer zum Erfolg führen.