Was ist Shift-Left?

Topics DevSecOps Shift Left

Definition

Shift -Left ist ein Ansatz in der Softwareentwicklung, bei dem Sicherheitsmaßnahmen so früh wie möglich im Entwicklungszyklus integriert werden, um potenzielle Security-Probleme frühzeitig zu erkennen und zu lösen, damit Kosten zu senken und die Sicherheit über die gesamte Software-Lieferkette zu verbessern.

Übersicht

Auswirkungen von Shift-Left auf DevOps

„Shift-Left“ ist ein grundlegendes Konzept, bei dem die proaktive Integration von Qualitäts- und Sicherheitsmaßnahmen zu einem frühen Zeitpunkt im Softwareentwicklungszyklus im Vordergrund steht. Durch die Verschiebung von Prüfungen, Tests und Sicherheitsbewertungen in frühere Phasen können Teams Probleme früher erkennen und beheben, was die Kosten und den Aufwand für die Behebung von Fehlern in späteren Phasen des Prozesses reduziert. Der Shift-Left Ansatz verbessert dazudie Zusammenarbeit zwischen Entwicklungs-, IT-Operations- und Security-Teams und schafft eine Kultur der gemeinsamen Verantwortung für Qualität und Sicherheit des Software-Produkts.

Auswirkungen von Shift-Left auf die Entwicklung

Die Anwendung der Shift-Left-Methodik stärkt die Zusammenarbeit zwischen Entwicklern, Test-Ingenieuren und Operations-Teams, weil sie die kontinuierliche Kommunikation und das gegenseitige Feedback während des Entwicklungsprozesses braucht. Verfahren wie automatisierte Tests, statische Code-Analysen und regelmäßige Code-Reviews ermöglichen eine sofortige Erkennung und Lösung von Problemen, wodurch sich der Release-Zyklus ohne Qualitätsverluste beschleunigen lässt. Schließlich verbessert Shift-Left nicht nur die Gesamteffektivität des Entwicklungsprozesses, sondern trägt effektiv zur Verbesserung der Sicherheit bei und sorgt damit für robustere und zuverlässige Software.

Vorteile von Shift-Left

Verbesserte Softwarequalität

Die frühe Einbindung der Sicherheits- und QS-Teams hält die Entwickler dazu an, von Anfang an Coding-Standards und Best Practices zu befolgen, was nicht nur die Anzahl der Fehler reduziert, sondern auch zu einem saubereren, besser zu wartenden Code führt. Durch kontinuierliches Scannen des Quellcodes und der Binärdateien sowohl für eigenen als auch für Third-Party-Open-Source-Code wird sichergestellt, dass potenzielle Schwachstellen so früh wie möglich in der Entwicklung erkannt und behoben werden. Das führt zu qualitativ besserer Software, die die Erwartungen der Nutzer erfüllt, und verringert die Wahrscheinlichkeit von Problemen und Sicherheitslücken nach der Markteinführung.

Geringere Kosten und kürzere Time-to-Market

Frühzeitige Tests und Sicherheitsbewertungen beschleunigen Iterationen und ermöglichen es Teams, neue Funktionen effizienter und in kürzeren Entwicklungszyklen bereitzustellen. Dadurch können Unternehmen schneller auf Markttrends und Nutzerfeedback reagieren, sodass ein Produkt bereits früher marktreif ist und dank besserer Orientierung an tatsächlichen Nutzeranforderungen bessere Erfolgsaussichten hat.

Bessere Zusammenarbeit und Kommunikation

Dadurch, dass Entwicklungs-, Operations- und Sicherheitsteams von Beginn des Entwicklungszyklus an einbezogen werden, wird der Prozess integrativer und es entsteht ein gemeinsames Verantwortungsbewusstsein und eine gemeinsame Verantwortlichkeit für Qualität und Sicherheit im gesamten Projektteam. Außerdem entsteht ein Austausch, in dem Teammitglieder ihre Erkenntnisse teilen und Feedback geben können, um den Entwicklungsprozess zu verbessern. All dies führt zu effizienterem Arbeiten, zum Abbau isolierter Silos und zur Abstimmung aller Beteiligten, mit dem Ziel, die Qualität sicherer Softwareversionen sicherzustellen.

So läuft Shift-Left-Testing

Description

Shift-Left-Testing ist ein Ansatz, der Testprozesse schon in früheren Phasen des Softwareentwicklungslebenszyklus (SDLC) integriert. Die Grundidee dieser Methodik besteht darin, Fehler und Probleme so früh wie möglich zu erkennen und zu lösen, indem das Testen vom Ende des Entwicklungsprozesses an dessen Anfang verlegt wird. So können Teams ihre Qualität proaktiv verwalten, sicherstellen, dass alle Anforderungen verstanden und erfüllt werden, und den Aufwand für eine Fehlerbehebung nach der Bereitstellung reduzieren.

Die verschiedenen Arten von Test

In den verschiedenen Phasen des Entwicklungsprozesses können unterschiedliche Arten von Tests und Security-Scans durchgeführt werden. Zu den gängigen Testarten, die mit dem Shift-Left-Ansatz verbunden sind, gehören:

  1. Unit Tests: Werden von Entwicklern durchgeführt, um einzelne Komponenten oder Module ihres Codes während der Erstellung zu validieren und sicherzustellen, dass sie korrekt funktionieren.
  2. Integration Tests: Hier liegt der Schwerpunkt auf der Überprüfung des Zusammenspiels verschiedener Module oder Services nach den Unit-Tests, um sicherzustellen, dass sie reibungslos zusammenarbeiten.
  3. Statische Tests: Dabei werden Codes und Designs überprüft, ohne den Code auszuführen, sodass Teams potenzielle Probleme frühzeitig durch Verfahren wie Code-Reviews und statische Code-Analysen erkennen können.
  4. Behavior-Driven Development (BDD) Testing: Involviert sowohl Entwickler als auch nicht-technische Stakeholder, indem Spezifikationen in normaler Sprache verfasst werden, um sicherzustellen, dass die Entwicklung auch den geschäftlichen Anforderungen entspricht.

Diese Tests tragen, wenn sie zu Beginn des SDLC durchgeführt werden, erheblich zur Gesamtqualität und Sicherheit des Releases bei.

Beispiele

Mehrere praktische Beispiele veranschaulichen die Anwendung von Shift-Left-Tests in realen Anwendungsszenarien.

Zum Beispiel könnte ein Entwicklungsteam automatisierte Komponententests in seiner CI/CD-Pipeline implementieren, sodass Tests automatisch jedes Mal ausgeführt werden, wenn neuer Code committet wird. Diese unmittelbare Feedbackschleife ermöglicht es Developern, Probleme schnell zu identifizieren und zu beheben, bevor diese in der Pipeline weiter nach unten wandern.

Ein anderes Beispiel sind Tools zur statischen Codeanalyse, die den Code noch vor der Ausführungsphase auf potenzielle Schwachstellen und Verstöße gegen Coding-Standards überprüfen. Dadurch können Sicherheitsrisiken bereits in einem frühen Stadium des Entwicklungsprozesses minimiert werden.

Darüber hinaus kann ein Team, das Business-Driven Development Tests durchführt, Business-Analysten und Stakeholder in die Formulierung von Akzeptanzkriterien einbeziehen, noch bevor die Entwicklung überhaupt beginnt. So lässt sich sicherstellen, dass die Software nicht nur den technischen Spezifikationen entspricht, sondern auch von Anfang an den Erwartungen der Nutzer entspricht. Zusammengenommen zeigen diese Beispiele, wie Shift-Left-Tests den Softwareentwicklungsprozess durch die durchgängige Einbindung der Qualitätssicherung erheblich verbessern können.

Implementierung von Shift-Left

Die entscheidenden Punkte bei der Einführung

Die erfolgreiche Einführung eines Shift-Left-Ansatzes beginnt damit, schon von Anfang an eine „Security-First“-Mentalität im gesamten Projektteam zu etablieren. Der erste Schritt besteht darin, die Teammitglieder über Best Practices im Bereich Security aufzuklären und sicherzustellen, dass Sicherheitsaspekte in jeder Phase des SDLC berücksichtigt werden, von der Planung und dem Design bis hin zur Programmierung und zum Testen.

Im Rahmen dessen können in gemeinsamen Workshops zu Bedrohungsszenarien modelliert und durchgespielt werden, um potenzielle Schwachstellen schon in der Konzeptionsphase zu identifizieren und entsprechende Sicherheitsanforderungen in die User Stories zu integrieren.

Tools und Technologien für Shift-Left

Um einen Shift-Left-Ansatz zur Applikationssicherheit effektiv umzusetzen, gibt es verschiedene Tools und Technologien, die die frühzeitige Identifizierung und Behebung von Schwachstellen erleichtern. So können beispielsweise Static Application Security Testing (SAST)-Tools in die Entwicklungsumgebung integriert werden, um Code in Echtzeit zu analysieren und Sicherheitslücken schon beim Schreiben des Codes durch die Entwickler zu erkennen.

Auf ähnliche Weise können SCA-Tools (Software Composition Analysis) helfen, Sicherheitsrisiken zu identifizieren und zu managen, die von Third-Party-Bibliotheken und Abhängigkeiten ausgehen. Darüber hinaus stellt die Integration automatisierter Security-Test-Frameworks in CI/CD-Pipelines sicher, dass Security-Checks konsistent mit Code-Änderungen durchgeführt werden. Tools wie DAST (Dynamic Application Security Testing) können dann später im Entwicklungszyklus eingesetzt werden, um Laufzeitprobleme vor der Bereitstellung zu identifizieren.

Häufige Herausforderungen, und wie man sie bewältigt

Zu den typischen Herausforderungen bei der Einführung von Shift-Left gehören:

  • Widerstand gegen Veränderungen bei Teammitgliedern
  • Integration von Security-Tools in bestehende Workflows
  • Umgang mit der Komplexität von Sicherheitsanforderungen

Um diese Hürden zu überwinden, sollten Unternehmen die Beteiligung der Führungskräfte forcieren und eine Unternehmenskultur der Kooperation zwischen Entwicklungs- und Security-Teams pflegen. Durch entsprechende Schulungen und Support für Entwickler bei der Verwendung der Sicherheits-Tools können Integrationsprobleme minimiert werden, während die Einführung klarer Leitlinien und Best-Practice-Beispiele dazu beitragen kann, die Security-Anforderungen zu entmystifizieren.

Shift-Left in der Praxis

Shift Left in einer Microservice-Architektur

In einer Microservice-Architektur ist der Shift-Left-Ansatz aufgrund des dezentralen und modularen Charakters des Entwicklungsprozesses besonders vorteilhaft. Durch die frühe Integration von Security und Testing in jedes Microservice können Teams potenzielle Schwachstellen oder Performance-Engpässe angehen, bevor sie auf andere Services übergreifen. Die unabhängigen Deployment-Funktionen von Microservices ermöglichen es Entwicklern, kontinuierliche Schutzmaßnahmen zu implementieren, ohne das Risiko einzugehen, das gesamte System zu beeinträchtigen.

Shift-Left in Agile Development

Shift-Left ist von Natur aus mit „Agile Development“-Methoden kompatibel, bei denen es auf kurze Iterationen und schnelles Feedback ankommt. In „Agile“-Umgebungen können Teams während jedes Sprints Test-, Qualitätssicherungs- und Security-Praktiken integrieren und so sicherstellen, dass diese Aspekte von Anfang an in den Entwicklungsprozess einfließen. Diese Ausrichtung ermöglicht es den Teams, während jeder Iteration regelmäßige Code-Reviews, automatisierte Tests und User-Acceptance-Tests durchzuführen, wodurch Probleme frühzeitig erkannt und behoben werden können.

Effektives Wissensmanagement für effektives Shift-Left

Ein effektives Wissensmanagement ist für die erfolgreiche Umsetzung einer Shift-Left-Strategie entscheidend, da es den Austausch und die Weitergabe von Best Practices, gewonnenen Erkenntnissen und Lehren aus Sicherheitsvorfällen im gesamten Unternehmen erleichtert. Durch die Schaffung eines zentralen Verzeichnisses zur Dokumentation, für die Nutzung von Tools und für Fallstudien können Teams von allen gesammelten Erfahrungen und Erkenntnissen profitieren, die sie in ihre Entwicklungs- und Testprozesse einfließen lassen. Schulungen, Workshops und regelmäßige Nachbesprechungen können dazu beitragen, eine „Security First“-Mentalität zu fördern und gleichzeitig die Teammitglieder zu ermutigen, zur Wissensbasis beizutragen.

Best Practices für Shift-Left

Kultur und Kollaboration

Die Schaffung einer Kultur der Kollaboration und gemeinsamen Verantwortung für Sicherheit ist für die erfolgreiche Umsetzung eines Shift-Left-Ansatzes von grundlegender Bedeutung. Das beginnt mit der Pflege einer offenen Kommunikationskultur zwischen Entwicklungs- und Operations-Teams sowie Sicherheitsteams, wobei alle Beteiligten dazu ermutigt werden, während des gesamten Softwareentwicklungslebenszyklus (SDLC) zusammenzuarbeiten. Regelmäßige bereichsübergreifende Meetings, Workshops und Schulungen können dazu beitragen, Silos aufzubrechen und eine einheitliche Vision in Bezug auf Sicherheit als gemeinsames Ziel zu schaffen.

Automatisierte Integration von Security

Die automatisierte Integration von Sicherheitsfunktionen ist für ein effektives Shift-Left-Verfahren von wesentlicher Bedeutung. Durch die Einbettung von Security-Tools in die Entwicklungs-Pipeline können Teams Security-Checks in Echtzeit durchführen, während der Code geschrieben und bereitgestellt wird. Tools wie Static Application Security Testing (SAST) und Software Composition Analysis (SCA) liefern sofortiges Feedback, sodass Entwickler Schwachstellen direkt beheben können, bevor sie sich zu größeren Problemen auswachsen.

Schwachstellenmanagement

Ein effektives Schwachstellenmanagement ist unerlässlich, da es Teams dabei unterstützt, potenzielle Risiken während des Entwicklungszyklus kontinuierlich zu identifizieren, zu bewerten und zu beheben. Unternehmen sollten einen proaktiven Ansatz verfolgen, indem sie während der Entwurfs- und Entwicklungsphase regelmäßige Evaluierungen auf Schwachstellen und Threat-Modeling-Sessions durchführen. Darüber hinaus stellt die Pflege eines zentralen Repositorys zum Tracking bekannter Schwachstellen und die Einführung standardisierter Prozesse zur Priorisierung und Lösung dieser Probleme sicher, dass Probleme im Bereich Sicherheit systematisch angegangen werden.

Konzeption und Planung

Während der Konzeptions- und Planungsphase sollten die Teams eine Bedrohungsmodellierung (Threat Modeling) durchführen, um potenzielle Sicherheitslücken schneller zu erkennen und die möglichen Auswirkungen sowie die Wahrscheinlichkeit unterschiedlicher Bedrohungen zu bewerten. Durch die Definition von Sicherheitsanforderungen und -richtlinien als Teil der Architektur- und Konzeption- Dokumentation wird sichergestellt, dass die Sicherheit von Anfang fester Bestandteil des Produkts ist. Durch die Einbeziehung von IT-Sicherheitsexperten in diesen Phasen können potenzielle Fallstricke identifiziert werden, sodass Entwickler informierte Entscheidungen über Technologien, Frameworks und Tools treffen können, die zur Verbesserung der Sicherheit und der allgemeinen Sicherheitslage erforderlich sind.

Überwachung und Abwehr

Die Umsetzung eines „Shift-Left“-Ansatzes erfordert die Implementierung eines kontinuierlichen Monitorings, um Schwachstellen und Sicherheitsvorfälle in den bereitgestellten Anwendungen zu entdecken, sobald solche auftreten. Dazu können Runtime Application Self-Protection (RASP) und SIEM (Security Information and Event Management) Tools eingesetzt werden, mit denen Daten in Echtzeit gesammelt und analysiert werden können. Darüber hinaus stellt die Erstellung von Maßnahmenplänen für den Ereignisfall sicher, dass Teams schnell und effektiv reagieren können, um die Folgen einer aufgedeckten Schwachstelle zu reduzieren.

Shift-Left und die Jfrog-Plattform

Die JFrog-Plattform setzt den „Shift-Left“-Ansatz aus der Theorie in die Praxis um, indem sie Security-Scans und -Tests so früh wie möglich in den Entwicklungszyklus integriert und so die Wahrscheinlichkeit verringert, dass Schwachstellen in Ihre Entwicklungsumgebung gelangen. Softwareentwickler stehen ganz am Anfang und treiben die Shift-Left-Sicherheit durch sichere Coding-Praktiken voran, die verhindern, dass unsicherer Code in eine Software-Binärdatei kompiliert wird.

Durch die JFrog-Plattform mit JFrog Artifactory, JFrog Xray, JFrog Advanced Security und JFrog Curation lässt sich die Angriffsfläche minimieren, indem Schwachstellen frühzeitig eliminiert werden. Durch die Einführung der JFrog Tool-Suite für integrierte Anwendungssicherheit vermeiden Sie Schwachstellen in Ihrer Anwendungssoftware, wie anfällige Open-Source-Abhängigkeiten, riskante Coding-Praktiken, fehlerhafte Konfigurationen und schwache Authentifizierung.Das frühzeitige Erkennen und Beheben von Qualitäts- und Sicherheitsproblemen reduziert auch die Kosten und Komplikationen, die mit der Behebung verbunden sind.

Erfahren Sie mehr über Sicherheit in der Softwareentwicklung in unseren weiteren Ressourcen unten, oder sehen Sie sich die JFrog Plattform in Aktion an, indem Sie an eine Online-Tour machen, eine Demo buchen oder direkt mit einer kostenlose Testversion starten.

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