Prüfstrategie für Chipkartensoftware von Ausweisdokumenten

Inhaltsverzeichnis

1 Software–Qualitätssicherung

1.1 Qualitätsmanagement

1.2 Qualitätsmanagementmodell des V-Modell

1.3 Prozesse der Qualitätssicherung

2 Chipkarte als Ausweisdokument

2.1 Chipkarten und RFID

2.1.1 Bedrohungsszenarien für kontaktlose Chipkarten

2.2 Sicherheitsmechanismen nach EAC 1.11

2.3 EAC 2.0 konforme Ausweisdokumente

2.3.1 Elektronische Authentisierung

2.3.2 ePassport–Anwendung

2.3.3 eID–Anwendung

2.3.4 eSign–Anwendung

2.3.5 Zertifikate

2.3.6 Password Authenticated Connection Establishment

2.3.7 Terminal Authentication

2.3.8 Chip Authentication

2.3.9 Restricted Identification

3 Prüfmethoden

3.1 Statische Prüfmethoden

3.2 Dynamische Prüfmethoden

3.2.1 Strukturorientierte Prüfmethoden

3.2.2 Funktionsorientierte Prüfmethoden

3.2.2.1 Partitions-Test

3.2.2.2 Klassifikationsbaummethode

3.2.2.3 Erweiterungen der Klassifikationsbaummethode

3.2.2.4 Zustandsbezogener Test

3.3 Diversifizierende Prüfmethode

3.4 Diskussion

4 Prüfstrategie für die Entwicklung von funktionalen Systemtests

4.1 Merkmale des Prüflings

4.1.1 Untersuchung des Eingaberaumes

4.1.2 Chipkartenbetriebssystem abhängige Implementierungsunterschiede

4.2 Prüfstrategie

4.2.1 Identifikation der Prüfobjekte

4.2.2 Prozessbeschreibung der Prüfung eines Prüfobjekts

4.3 Bewertungsmöglichkeiten

4.4 Vorteile gegenüber anforderungsbasiertem Test

5 Anwendung der Systematik auf Chipkartensoftware von Ausweisdokumente

5.1 Probleme der Testfalldurchführung

5.2 Prüfobjektidentifizierung

5.3 Modellierung und Testfallableitung der Prüfobjekte

5.3.1 PACE

5.3.1.1 Verbindungssicht

5.3.1.2 Detailsicht

5.3.2 Zertifikateinspielung

5.3.2.1 Verbindungssicht

5.3.2.2 Detailsicht

5.3.3 TA/Aux

5.3.3.1 Verbindungssicht

5.3.3.2 Detailsicht

5.3.4 CA

5.3.4.1 Verbindungssicht

5.3.4.2 Detailsicht

5.3.5 Dienstberechtigung

5.3.5.1 Verbindungssicht

5.3.5.2 Detailsicht

6 Erfahrungsbasierter Systemtest

6.1 Systematik

6.2 Analyse der Testfälle

7 Vergleich

7.1 Vergleich der Abdeckungsqualität

7.2 Vergleich des Aufwands und Wartbarkeit

7.3 Zusammenfassung und Ausblick

Zielsetzung & Themen

Die Arbeit entwickelt eine systematische Prüfstrategie für die hochkomplexe Chipkartensoftware elektronischer Ausweisdokumente, um durch funktionale Systemtests eine hohe Qualität und Sicherheit zu gewährleisten, die über rein erfahrungsbasierte Ansätze hinausgeht.

• Grundlagen der Software-Qualitätssicherung und Testmethoden
• Analyse der Sicherheitsprotokolle (PACE, TA, CA) für Ausweisdokumente
• Systematische Prüfstrategie basierend auf der Klassifikationsbaummethode
• Prozess der modellbasierten Testfallableitung und Implementierung
• Vergleich von modellbasierten Testansätzen mit erfahrungsbasierten Verfahren

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1 Software–Qualitätssicherung: Einführung in die Grundlagen der Qualitätssicherung, die Problematik der Fehleranfälligkeit in der Softwareentwicklung und die Einordnung von Prüftechniken in das V-Modell.

2 Chipkarte als Ausweisdokument: Darstellung der Sicherheitsfunktionen und Protokolle elektronischer Ausweisdokumente, insbesondere unter Berücksichtigung der EAC 2.0 Spezifikationen.

3 Prüfmethoden: Vergleich und Einordnung etablierter statischer und dynamischer Testmethoden, mit Fokus auf die Klassifikationsbaummethode.

4 Prüfstrategie für die Entwicklung von funktionalen Systemtests: Entwurf der systematischen Prüfstrategie, welche Merkmale des Prüflings analysiert und eine Modellierung mittels Klassifikationsbäumen vorschlägt.

5 Anwendung der Systematik auf Chipkartensoftware von Ausweisdokumente: Praktische Umsetzung der Prüfstrategie auf die spezifischen Protokolle wie PACE, TA und CA inklusive der Modellierung der Prüfobjekte.

6 Erfahrungsbasierter Systemtest: Analyse und Diskussion eines bereits existierenden, erfahrungsbasierten Systemtests im Vergleich zur neuen Systematik.

7 Vergleich: Bewertung der Abdeckungsqualität, des Aufwands und der Wartbarkeit der neuen Prüfstrategie im Vergleich zum erfahrungsbasierten Ansatz.

Schlüsselwörter

Chipkartensoftware, elektronische Ausweisdokumente, Qualitätssicherung, Prüfstrategie, Klassifikationsbaummethode, Systemtest, PACE, Terminal Authentication, Chip Authentication, Sicherheit, Protokollprüfung, Modellbasiertes Testen, Softwarequalität, Testfallableitung, EAC 2.0

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in dieser Diplomarbeit grundlegend?

Die Arbeit beschäftigt sich mit dem Entwurf und der Anwendung einer systematischen Prüfstrategie für die hochsichere Software auf elektronischen Ausweisdokumenten, wie dem elektronischen Personalausweis.

Welche zentralen Themenfelder werden abgedeckt?

Die Arbeit verknüpft Software-Qualitätssicherung, Kryptographie-Protokolle (wie PACE und EAC 2.0) und fortgeschrittene modellbasierte Testmethodiken wie die Klassifikationsbaummethode.

Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?

Das Ziel ist die Ableitung funktionaler Systemtests aus Spezifikationen, um Fehler zu finden, bevor die Software produktiv geht, da Updates bei Chipkarten im Feld kaum möglich sind.

Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?

Die Arbeit stützt sich primär auf die modellbasierte Klassifikationsbaummethode, kombiniert mit einer strukturierten Zerlegung in Verbindungssicht und Detailsicht für einzelne Prüfobjekte.

Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?

Der Hauptteil analysiert die Protokolle elektronischer Ausweise, vergleicht Prüfmethoden, entwickelt die spezifische Prüfstrategie und wendet diese auf reale Protokollmodelle an.

Welche Schlüsselwörter charakterisieren das Werk?

Die wichtigsten Begriffe sind Chipkartensoftware, Prüfstrategie, Klassifikationsbaummethode, EAC 2.0, PACE und modellbasiertes Testen.

Warum ist die Qualitätssicherung bei Chipkarten so kritisch?

Aufgrund von Sicherheitsanforderungen und physikalischen Limitationen können Softwarefehler nach der Auslieferung nicht durch einfache Updates korrigiert werden; Korrekturen erfordern teure Rückrufe und Austausch der Hardware.

Welchen Vorteil bietet die hier vorgestellte Klassifikationsbaummethode?

Sie ermöglicht eine intuitive, visuelle Modellierung, die zwischen Anforderungsanalyse und Testfallselektion trennt, Fehler frühzeitig durch Modellprüfung aufdeckt und Tests wartbar sowie erweiterbar macht.