تأمين سلسلة توريد البرمجيات: من الكود إلى السحابة

TL;DR

• أمن سلسلة التوريد يحمي كل مرحلة من دورة حياة البرنامج — من التبعيات البرمجية إلى النشر.
• الاختراقات البارزة الأخيرة (مثل SolarWinds، Log4j) تُظهر كيف يمكن لعنصر مُختَرَق أن يسبب انتشارًا متسلسلًا عبر الصناعات.
• أمن سلسلة التوريد القوي يعني اعتماد SBOMs، ومنتجات موقعة، وCI/CD بصفر ثقة، ومراقبة مستمرة.
• الأدوات مثل cosign، in-toto، و SLSA تساعد في التحقق من السلامة والأصل.
• بناء الثقة يتطلب الأتمتة، الشفافية، وثقافة التطوير بأولوية الأمان.

---

What You'll Learn

• ما يعنيه أمن سلسلة التوريد البرمجي بالفعل — ولماذا أصبح الآن قضية على مستوى مجلس الإدارة.
• تشريح هجوم سلسلة التوريد الحديث.
• كيف تؤمن أنابيب البناء، التبعيات، وبيئات النشر.
• خطوات عملية لتنفيذ قائمة مكونات البرمجيات (SBOMs)، توقيع المنتجات، وتتبع الأصل.
• أمثلة واقعية من شركات التكنولوجيا الكبرى وأنظمة مفتوحة المصدر.
• كيف تراقب، تختبر، وتحسن باستمرار وضع أمن سلسلة التوريد.

---

Prerequisites

ستستفيد أكثر من هذه المقالة إذا كنت:

• تعرف على أنابيب CI/CD (مثل GitHub Actions، Jenkins، GitLab CI).
• تفهم أساسيات DevOps وسير عمل النشر السحابي.
• لديك خبرة في تغليف الحاويات (Docker, Kubernetes).

---

Introduction: The Invisible Attack Surface

سلسلة التوريد البرمجية تشبه شبكات اللوجستيات الحديثة — معقدة، عالمية، ومترابطة. لكن على عكس سلاسل التوريد المادية، حيث يمكنك فحص البضائع، فإن تبعيات البرمجيات غالبًا ما تكون غير مرئية. مكتبة أو سكربت بناء مُختَرَق واحد يمكن أن يصيب آلاف الأنظمة التالية.

المصطلح أمن سلسلة التوريد البرمجي يشير إلى مجموعة الممارسات والتكنولوجيا التي تضمن سلامة وصدقية وموثوقية مكونات البرمجيات طوال دورة حياتها — من كود المصدر إلى النشر الإنتاجي¹.

الحوادث الحديثة مثل اختراق SolarWinds Orion (2020) وثغرة Log4j (2021) أوضحت بوضوح: المهاجمون لم يعودوا يستهدفون خوادمك فقط — بل يستهدفون أنظمة البناء، تبعياتك، وحتى مطوريك.

لنوضح ما يعنيه ذلك وكيفية الدفاع ضده.

---

Understanding the Software Supply Chain

سلسلة التوريد البرمجية تشمل:

1. كود المصدر – الكود المكتوب من قبل المطورين.
2. الاعتمادات – مكتبات مفتوحة المصدر أو من طرف ثالث.
3. أنظمة البناء – أنابيب CI/CD التي تُجمِّع، تختبر، وتُغلف الكود.
4. المنتجات – الملفات الثنائية، الحاويات، وغيرها من مخرجات البناء.
5. النشر – البنية التحتية وبيئات التشغيل.
6. المراقبة – القابلية للملاحظة وإدارة التصحيحات.

كل مرحلة هي مسار هجوم محتمل.

Common Attack Vectors

متجه الهجوم	الوصف	مثال
اختطاف الاعتمادات	تحميل حزمة خبيثة تحت اسم موثوق به.	التصيد بالخطأ في npm أو PyPI.
اختراق أنبوب البناء	المهاجم يُدخل كود أثناء CI/CD.	هجوم SolarWinds.
سرقة بيانات الاعتماد	سرقة مفاتيح API أو شهادات التوقيع.	رموز GitHub مُختَرَقة.
الارتباك في الاعتمادات	أسماء الحزم الداخلية تُحل إلى مستودعات عامة.	هجمات ارتباك الاعتمادات 2021.
منتجات غير موقعة	عدم التحقق من سلامة المصدر.	صور Docker مُعدلة.

---

Why It Matters: The Expanding Attack Surface

التطوير الحديث يعتمد بشكل كبير على مكونات مفتوحة المصدر. وفقًا لـ OpenSSF، أكثر من 90% من التطبيقات الحديثة تحتوي على اعتمادات مفتوحة المصدر². هذا افتراض ثقة كبير.

عندما ينكسر رابط واحد في السلسلة، يؤثر ذلك بشكل متسلسل. اختراق SolarWinds أثر على أكثر من 18,000 عميل — بما في ذلك الوكالات الحكومية وشركات فورتشن 500³.

النتيجة الرئيسية: لا يمكنك أمن ما لا تراه.

---

The Modern Approach: Visibility + Verification

أمن سلسلة التوريد اليوم يعتمد على مبدأين رئيسيين:

1. الشفافية – معرفة مكونات برنامجك (SBOMs).
2. التحقق – التأكد من أن ما تبنيه هو ما تنشره (التوقيع والأصل).

Software Bill of Materials (SBOM)

SBOM هو قائمة تسرد جميع المكونات، الاعتمادات، وإصداراتها في برنامجك⁴. إنه مثل قائمة مكونات للرمز.

الفوائد:

• استجابة أسرع للثغرات.
• الامتثال التنظيمي (مثل الأمر التنفيذي الأمريكي 14028 الذي يطلب SBOMs للبرمجيات الفيدرالية⁵).
• تحسين الثقة والشفافية.

الأدوات:

Artifact Signing

توقيع المنتجات يضمن أنها لم يتم التعديل عليها. الأدوات مثل cosign (من Sigstore) تسمح لك بتوقيع وفحص صور الحاويات، الملفات الثنائية، وSBOMs.

مثال: توقيع صورة حاوية باستخدام cosign

# Generate a key pair
cosign generate-key-pair

# Sign an image
cosign sign --key cosign.key myregistry.com/myapp:1.0

# Verify the signature
cosign verify --key cosign.pub myregistry.com/myapp:1.0

Output:

Verification for myregistry.com/myapp:1.0 -- Success
Certificate subject: CN=developer@example.com
Issuer: Fulcio Root CA

هذه الخطوة البسيطة تضمن وصول صور مُحقَّقة ومُوثوقة فقط إلى الإنتاج.

---

When to Use vs When NOT to Use

الممارسة	متى تستخدم	متى لا تستخدم
توليد SBOM	لجميع برامج الإنتاج، خاصة الصناعات الخاضعة للتنظيم.	للنماذج الداخلية أو الكود المؤقت.
توقيع الأثر	لأي أثر قابل للنشر (حاويات، ثنائيات).	للبنيات التجريبية المؤقتة.
تثبيت التبعيات	عندما تكون القابلية للتكرار مهمة (CI/CD، الإنتاج).	للبروتايب السريع.
بيئات بناء معزولة	دائمًا لخطوط أنابيب الإنتاج.	غير مطلوبة للبناءات المحلية التجريبية.
تتبع الأصل (SLSA)	عندما تحتاج إلى قابلية التدقيق أو الامتثال.	قد يكون مبالغًا فيه للفرق الصغيرة بدون CI/CD.

---

مثال من الواقع: إطار عمل SLSA لـ Google

قدمت Google SLSA (مستويات سلسلة التوريد للقطع البرمجية) لتعريف مستويات النضج لأمن سلسلة التوريد⁶. وهي الآن معيار مفتوح تحت مظلة OpenSSF.

نظرة عامة على مستويات SLSA:

المستوى	الوصف	مثال للممارسة
1	نص برمجي للبناء مُنسق وإتوماتيكي.	خط أنابيب CI/CD في GitHub Actions.
2	خدمة البناء تولد أصلًا مُوثقًا.	بيانات بناء موقعة.
3	البناءات معزولة وقابلة للتكرار.	أنظمة بناء مخصصة مع بيئات مغلقة.
4	مراجعة من شخصين وقابلية تكرار مُتحقق منها.	تحقق كامل من الأصل.

تقوم شركات التكنولوجيا الكبرى بتبني SLSA لتوحيد الثقة عبر خطوط أنابيب البناء.

---

خطوة بخطوة: تأمين خط أنابيب CI/CD

لنمر عبر مثال عملي باستخدام GitHub Actions و cosign.

1. توليد SBOM

syft myapp:latest -o cyclonedx-json > sbom.json

2. توقيع SBOM

cosign sign-blob --key cosign.key sbom.json

3. التحقق من التبعيات

استخدم أداة مثل npm audit أو pip-audit للكشف عن التبعيات المعرضة للثغرات.

pip install pip-audit
pip-audit

النتيجة:

Found 2 known vulnerabilities in requests==2.19.0
Upgrade to requests>=2.25.0

4. فرض السياسة في CI/CD

# .GitHub/workflows/build.yml
name: Secure Build
on: [push]
jobs:
  build:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
      - uses: actions/checkout@v3
      - name: Generate SBOM
        run: syft . -o json > sbom.json
      - name: Sign SBOM
        run: cosign sign-blob --key ${{ secrets.COSIGN_KEY }} sbom.json
      - name: Build and Push Image
        run: Docker build -t myapp:${{ GitHub.sha }} . && Docker push myapp:${{ GitHub.sha }}

يضمن هذا السيرورة أن كل أثر بناء قابل للتتبع والتحقق.

---

المشكلات الشائعة & الحلول

المشكلة	سبب حدوثها	الحل
تجاهل التبعيات العابرة	أشجار التبعيات العميقة تخفي الثغرات.	استخدم SBOMs وأدوات الفحص الآلي.
بناءات غير موقعة	المطورون يتجاهلون التوقيع للسرعة.	أتمتة التوقيع في CI/CD.
إدارة الأسرار غير الآمنة	رموز مُضمنة في خطوط الأنابيب.	استخدم أسرار مشفرة أو صناديق أمان.
نقص الأصل	لا يوجد سجل لمصدر البناء.	اتبع SLSA أو شهادات in-toto.
الثقة المفرطة في مصادر مفتوحة	تحديث التبعيات بشكل أعمى.	ثبّت الإصدارات وتحقق من المطورين.

---

الأخطاء الشائعة التي يرتكبها الجميع

1. الافتراض أن الكود الداخلي آمن. التهديدات الداخلية والحسابات المخترقة حقيقية.
2. تخطي مراجعات التبعيات. الثغرات غالبًا ما تخفي في التبعيات غير المباشرة.
3. عدم التحقق من مخرجات البناء. يمكن لوكيل بناء خبيث حقن كود حتى لو المصدر نظيف.
4. تجاهل انحراف التشغيل. يمكن للحاويات أن تتغير بعد النشر إذا لم يتم تأمينها.

---

اختبار & مراقبة سلسلة التوريد

اختبار أمن سلسلة التوريد يعني التحقق من العملية والمنتج.

استراتيجيات الاختبار

• اختبارات الوحدة: التحقق من منطق الكود.
• اختبارات التكامل: التحقق من سلوك التبعيات.
• اختبارات الأصل: تأكد من أن البناءات تأتي من مصادر موثوقة.
• اختبارات التحقق من التوقيع: فشل البناءات تلقائيًا إذا كانت التوقيعات مفقودة.

مثال: سكريبت التحقق التلقائي

import subprocess
import sys

def verify_signature(image):
    try:
        result = subprocess.run(
            ["cosign", "verify", image],
            check=True,
            capture_output=True,
            text=True
        )
        print(result.stdout)
    except subprocess.CalledProcessError as e:
        print("Verification failed:", e.stderr)
        sys.exit(1)

if __name__ == "__main__":
    verify_signature("myregistry.com/myapp:latest")

يمكنك دمج هذا في خط أنابيب النشر لفرض فحوصات التكامل.

المراقبة & القابلية للمراقبة

• مراقبة تحديثات التبعيات باستخدام Dependabot أو Renovate.
• تنبيه عند عدم تطابق التوقيعات عبر سجلات CI/CD أو لوحات الأمان.

---

اعتبارات الأداء والقابلية للتوسع

فحوصات الأمان تضيف عبئًا، لكن خطوط الأنابيب الحديثة يمكنها التعامل معه بكفاءة.

• توليد SBOM يضيف عادة ثوانٍ إلى البناءات.
• توقيع الأرتيفاكتات يضيف وقتًا ضئيلًا لكن قيمة ثقة كبيرة.
• المسح المتوازي يمكنه تقليل التأخير لأشجار التبعيات الكبيرة.

للأنظمة الكبيرة، فكر في تخزين SBOMs مؤقتًا وإعادة استخدام التبعيات المُحقق منها لتجنب الفحوصات المتكررة.

---

اعتبارات الأمان

• لا ثقة: افترض أن كل مكون قد يكون مخترقًا؛ تحقق من كل شيء.
• مبدأ أقل صلاحية: قلل صلاحيات نظام البناء.
• بنية تحتية غير قابلة للتغيير: نشر أرتيفاكتات مُحقق منها وقراءة فقط.
• التحقق المستمر: لا توقع مرة واحدة فقط؛ تحقق باستمرار.

---

نظرة عامة على البنية

هذا نظرة عامة على البنية لسلسلة التوريد الآمنة:

graph TD
A[Source Code Repo] --> B[CI/CD Pipeline]
B --> C[Build Environment]
C --> D[Artifact Signing]
D --> E[SBOM Generation]
E --> F[Registry]
F --> G[Deployment]
G --> H[Monitoring & Compliance]

كل عقدة تمثل حدود ثقة تتطلب التحقق.

---

دراسة حالة: استجابة النظام البيئي المفتوح المصدر

بعد حادثة Log4j، قام مُحافظو مفتوح المصدر والشركات بالتعاون تحت مظلة OpenSSF لتوحيد أفضل الممارسات². ظهرت مبادرات مثل Sigstore و SLSA لجلب الشفافية والثقة التشفيرية إلى النظام البيئي المفتوح المصدر.

هذه الاستجابة الجماعية تظهر كيف يمكن للمعايير المدعومة من المجتمع رفع المستوى الأساسي للجميع.

---

دليل استكشاف الأخطاء وإصلاحها

المشكلة	السبب المحتمل	الحل
cosign verify يفشل	مفتاح عام مفقود أو توقيع تالف.	إعادة استيراد المفتاح الصحيح، إعادة توقيع الأرتيفاكت.
SBOM غير كامل	الأداة لا تفحص جميع الطبقات.	استخدم --scope all-layers أو علامة مشابهة.
فشل البناء في خطوة التوقيع	CI/CD يفتقد مفتاحًا سريًا.	احفظ المفتاح في مدير أسرار آمن.
انتهاء وقت مسح التبعيات	رسم تبعيات كبير.	استخدم فحوصات تدريجية أو مخبأة.

---

أسئلة شائعة

س1: ما الفرق بين SBOM والأصل؟
SBOM يسرد ما يوجد في برنامجك. الأصل يصف كيف وأين تم بناؤه.

س2: كم مرة يجب إعادة توليد SBOM؟
بشكل مثالي، كل بناء — التبعيات يمكن أن تتغير بشكل متكرر.

س3: هل يمكنني إضافة أمان سلسلة التوريد إلى خطوط الأنابيب الحالية؟
نعم. ابدأ بتوقيع الأرتيفاكتات وتوليد SBOMs، ثم توسع إلى الأصل.

س4: هل SBOMs مطلوبة قانونيًا؟
في بعض الولايات القضائية والصناعات (مثل عقود الحكومة الأمريكية)، نعم⁵.

س5: ما أفضل أداة مفتوحة المصدر للبدء بها؟
cosign للتوقيع، syft لـ SBOMs، و in-toto للأصل.

---

النقاط الرئيسية

• أمن سلسلة التوريد يتعلق بالثقة والشفافية وقابلية التتبع.
• SBOMs وتوقيع القطع أساسيان، وليسا اختياريين.
• أتمتة فحوصات التكامل في كل مرحلة من مراحل CI/CD.
• تبني المعايير المفتوحة مثل SLSA وSigstore.
• الأمن عملية مستمرة، وليس إعدادًا لمرة واحدة.

---

الخطوات التالية

• قم بتنفيذ توليد SBOM في أنبوب البناء الخاص بك.
• أضف توقيع القطع باستخدام cosign أو GPG.
• استكشف مستويات SLSA وقم بتقييم مستوى نضجك الحالي.
• انضم إلى مجتمع OpenSSF للبقاء على اطلاع بأفضل الممارسات.

---

الهوامش

1. OWASP – دليل أمن سلسلة التوريد للبرمجيات: https://owasp.org/www-project-software-supply-chain-security/ ↩

2. OpenSSF – أفضل الممارسات للمطورين المفتوحين المصدر: https://openssf.org/ ↩ ↩²

3. U.S. Cybersecurity and Infrastructure Security Agency (CISA) – SolarWinds Advisory: https://www.cisa.gov/news-events/alerts/aa20-352a ↩

4. SPDX Specification – قائمة مكونات البرمجيات: https://spdx.dev/specifications/ ↩

5. الأمر التنفيذي الأمريكي 14028 – تحسين أمن البلاد السيبراني: https://www.whitehouse.gov/briefing-room/presidential-actions/2021/05/12/executive-order-on-improving-the-nations-cybersecurity/ ↩ ↩²

6. SLSA Framework – مستويات سلسلة التوريد للقطع البرمجية: https://slsa.dev/ ↩