Creación de resiliencia en el desarrollo de software: regreso a lo básico

Es probable que los sistemas de software experimenten errores imprevistos, sobrecargas, vulnerabilidades y cosas similares que podrían provocar una interrupción. En un informe de 2022, la empresa de inteligencia de redes de Cisco, ThousandEyes, reveló cómo algunos de los nombres más importantes de la industria tecnológica experimentaron diferentes duraciones de tiempo de inactividad del sistema. Algunas de las empresas incluyen British Airways, AWS, Google y Twitter, ahora X. En el caso de Twitter, The Guardian reportaron que hubo más de 10,000 quejas tan sólo una hora después del apagón. Estos incidentes sirven como un claro recordatorio de la vulnerabilidad inherente a los sistemas digitales y subrayan la necesidad de que los desarrolladores den prioridad a la creación de sistemas de software resilientes.

¿Qué es la resiliencia del software?

La resiliencia del software, en esencia, se refiere a la capacidad de un sistema de software para resistir y recuperarse de fallas, interrupciones o eventos inesperados. Abarca una gama de características que permiten que el software mantenga su funcionalidad e integridad incluso en condiciones difíciles. Es por eso que abogamos por que los desarrolladores adopten un enfoque proactivo en el desarrollo de software en el que la resiliencia esté integrada en la estructura de sus productos.

En este artículo, analizaremos la importancia de la resiliencia en el desarrollo de software, los desafíos inherentes al desarrollo de software resiliente en la esfera moderna del desarrollo de software y los pasos para crear productos de software resilientes.

La importancia de la resiliencia en el desarrollo de software

Ante las crecientes complejidades incorporadas en los sistemas de software modernos y los posibles desafíos de ciberseguridad, la necesidad de integrar la resiliencia en el desarrollo de software se ha vuelto más crucial que nunca. Tanto los usuarios como las empresas dependen en gran medida de las aplicaciones de software para diversos fines, y cualquier interrupción puede tener consecuencias importantes. El software resiliente mejora la experiencia del usuario al minimizar las interrupciones del servicio y también contribuye a la confiabilidad general del producto de software.

¿Cómo pueden los equipos de desarrollo generar resiliencia en el software?

Con el crecimiento de los sistemas de software, la necesidad de resiliencia se vuelve primordial para garantizar que las aplicaciones puedan manejar condiciones diversas y exigentes. Adoptar la resiliencia en el desarrollo de software no es solo una mejor práctica sino un imperativo estratégico para satisfacer las expectativas cambiantes de los usuarios y mantener los estándares de cumplimiento y una ventaja competitiva en el panorama tecnológico de ritmo vertiginoso.

Principios de diseño de resiliencia

Los principios de diseño de resiliencia del software son pautas fundamentales que informan el desarrollo de sistemas y aplicaciones para mejorar su capacidad para resistir, adaptarse y recuperarse de las amenazas cibernéticas. Estos principios son cruciales en el contexto del desarrollo de software moderno, donde prevalecen los desafíos de ciberseguridad.

El principio es coherente con lo que Brian Knapp, un ingeniero de software, llama "minimalismo de software”, que concluye que es la habilidad más difícil de enseñar en ingeniería de software. El minimalismo del software enfatiza el uso de la menor cantidad de código y software para construir sistemas y aplicaciones para reducir la complejidad y evitar acumular deuda técnica. Esto se debe a que más código significa más complejidad y más complejidad significa más problemas, como en los ataques cibernéticos.

El minimalismo del software también fomenta prácticas de mínima funcionalidad, como restringir puertos, protocolos y servicios. También alienta a los ingenieros de software a reducir la cantidad de interfaces disponibles para usuarios no autorizados, depreciar las funciones inseguras/inseguras, reducir la complejidad y minimizar el uso compartido.

Reducir las superficies de ataque

Reducir la superficie de ataque es una estrategia crucial para mejorar la resiliencia de los sistemas de software. Esto implica restringir la exposición del código y los permisos de acceso, limitando las vías disponibles para una posible explotación. Esto es lo que se conoce como estrategia de confianza cero. La estrategia funciona sobre el principio de menor privilegio, donde los usuarios y los componentes del sistema solo reciben el acceso que necesitan para realizar su función.

Una vez implementado esto, los desarrolladores reducen proactivamente la vulnerabilidad, mitigando el impacto de las violaciones de seguridad e impidiendo el movimiento lateral dentro del sistema. Además, aplicar parches y actualizar los sistemas de software cuando sea necesario fortalece aún más la resiliencia. Un sistema de software con una superficie de ataque reducida no solo limita los posibles incidentes, sino que también permite una respuesta más centrada y eficiente, lo que contribuye a la solidez y resiliencia generales.

El papel del software resiliente en la ciberseguridad

El software resiliente protege los sistemas digitales contra amenazas potenciales y garantiza su capacidad para resistir y recuperarse de los ataques. Dado que los vectores de ciberataques siguen evolucionando, las medidas de seguridad tradicionales suelen ser insuficientes, lo que hace que la resiliencia sea un componente clave en una estrategia integral de ciberseguridad. El software resiliente está diseñado para detectar, adaptarse y responder a diversas formas de ciberataques para minimizar el impacto de los incidentes de seguridad y permitir que los sistemas sigan funcionando incluso ante la adversidad.

Un elemento principal del software resiliente es su capacidad para anticipar y abordar de manera proactiva las vulnerabilidades. A través del monitoreo continuo y la integración de inteligencia sobre amenazas, el software resistente puede identificar posibles debilidades en las defensas de un sistema, lo que permite aplicar parches y actualizaciones oportunas. Además, las soluciones de software resistentes suelen incorporar mecanismos avanzados de cifrado y autenticación, lo que dificulta que los actores malintencionados comprometan la información confidencial. En caso de un ataque exitoso, un sistema de software resistente garantiza una recuperación rápida mediante la implementación de sólidos procesos de copia de seguridad y restauración, lo que reduce el tiempo de inactividad y limita el daño potencial causado por un incidente de seguridad.

El papel de los ingenieros de software en la ingeniería de resiliencia

En el desarrollo de software moderno, el papel del ingeniero de software para garantizar la resiliencia de los sistemas se ha vuelto cada vez más crucial. La ingeniería de resiliencia se centra en la creación de software que pueda resistir y recuperarse de fallas, interrupciones y desafíos imprevistos.

Tradicionalmente, los ingenieros de software se centraban más en la funcionalidad y eficiencia de su código. Se les encomendó la tarea de crear aplicaciones que cumplieran con los requisitos de los usuarios y funcionaran sin problemas. Sin embargo, el auge de los sistemas distribuidos, la computación en la nube, los ciberataques y la proliferación de API ha cambiado fundamentalmente la naturaleza del desarrollo de software.

Una vez más, los sistemas de software modernos suelen estar compuestos por una amplia gama de componentes interconectados repartidos en múltiples ubicaciones geográficas y administrados por diferentes equipos. Esta arquitectura distribuida presenta un nuevo conjunto de desafíos, ya que las fallas en una parte pueden afectar a todo el sistema, provocando interrupciones generalizadas, pérdidas de datos y financieras.

En consecuencia, los ingenieros de software ahora tienen una responsabilidad multifacética que se extiende más allá de garantizar la funcionalidad y eficiencia de su código. Están en el centro de la búsqueda de posibles puntos de falla, la implementación de mecanismos sólidos de manejo de errores y el diseño de sistemas que puedan adaptarse a las condiciones cambiantes. Tienen la tarea no solo de desarrollar código funcional y eficiente, sino también de anticipar y mitigar riesgos potenciales que podrían comprometer la confiabilidad y disponibilidad de los sistemas de software.

Cómo los equipos de desarrollo pueden mejorar la resiliencia

Mejorar la resiliencia en el desarrollo de software es crucial para construir sistemas robustos y confiables que puedan resistir las interrupciones y recuperarse rápidamente de las fallas. Los equipos de desarrollo pueden adoptar varias estrategias para mejorar la resiliencia.

• Implementar prácticas de integración y entrega continua (CI/CD). Las canalizaciones de CI/CD automatizan el proceso de compilación, prueba e implementación, lo que garantiza actualizaciones frecuentes del código y una detección temprana de defectos.
• Implementar una sólida práctica de análisis estático. Base su método de análisis estático en un estándar de ingeniería como CERT para mejorar la seguridad, la protección y la resiliencia.
• Emplear monitoreo y alertas automatizados. Monitorear los sistemas continuamente para detectar anomalías y fallas, lo que permite una detección y respuesta rápidas.
• Diseñar arquitecturas resilientes. Construir sistemas con modularidad, tolerancia a fallos y redundancia para minimizar los fallos en cascada.
• Utilice mecanismos de autocuración. Automatizar los procesos de recuperación para manejar fallas sin intervención manual.
• Implemente un manejo y registro de errores sólidos. Capturar y analizar errores para identificar patrones y causas fundamentales, permitiendo una mitigación proactiva.
• Promover el intercambio de conocimientos y la colaboración. Fomentar una cultura de intercambio de conocimientos y colaboración entre los miembros del equipo para mejorar la toma de decisiones y la mitigación de riesgos.

Automatización para crear software resistente

No podemos hablar de incorporar resiliencia a los sistemas de software sin enfatizar el lugar que ocupa la automatización en todo esto. A medida que aumenta la complejidad del software y aumenta la demanda de aplicaciones robustas, la automatización se convierte en un factor clave para lograr resiliencia a escala. Los ingenieros de software aprovechan las herramientas y marcos de automatización para implementar integración continua, entrega continua (CI/CD) y prácticas de prueba automatizadas. Estos procesos automatizados ayudan a identificar y rectificar vulnerabilidades, errores y problemas de rendimiento en las primeras etapas del ciclo de vida del desarrollo, lo que contribuye a la resiliencia general del software.

A continuación se presentan varias áreas clave en las que la automatización contribuye a garantizar la resiliencia de los sistemas de software:

• Integración continua y despliegue continuo (CI/CD). La automatización en los canales de CI/CD facilita la integración frecuente y consistente de cambios de código en un repositorio compartido. Los procesos automatizados de creación e implementación ayudan a identificar y rectificar problemas en las primeras etapas del ciclo de desarrollo, garantizando que solo se implemente código confiable y seguro.
• Pruebas automatizadas. Implementar pruebas automatizadas, incluyendo pruebas unitarias, pruebas de integración y pruebas de seguridad, es fundamental para identificar vulnerabilidades y garantizar la corrección del código base. Las herramientas de prueba automatizadas de Parasoft pueden evaluar rápida y sistemáticamente los cambios de código, proporcionando retroalimentación rápida a los desarrolladores y ayudando en la detección temprana de posibles fallas de seguridad.
• Análisis de código estático. Herramientas automatizadas para análisis de código estático escanea automáticamente el código fuente en busca de problemas de seguridad comunes y errores de codificación. Con esto, los desarrolladores identifican y abordan las vulnerabilidades incluso antes de que se ejecute el código, promoviendo prácticas de codificación seguras y reduciendo la probabilidad de violaciones de seguridad.
• Pruebas de carga y rendimiento. Automated pruebas de carga y rendimiento Las herramientas se enfocan en un conjunto de tipos de fallas que ocurren cuando la aplicación se somete a una carga de solicitudes simultáneas. Las pruebas unitarias, de integración, de seguridad, de rendimiento y de distribución abordan cada una una categoría de falla específica que las aplicaciones pueden experimentar en producción.
• Escaneo de vulnerabilidades y gestión de parches. Se puede emplear la automatización para escanear periódicamente dependencias y componentes de software en busca de vulnerabilidades conocidas. Los sistemas automatizados de administración de parches pueden entonces aplicar actualizaciones rápidamente, reduciendo la ventana de oportunidad para que posibles atacantes aprovechen las debilidades.
• Cumplimiento de seguridad y gestión de configuración. Los procesos automatizados pueden hacer cumplir políticas de seguridad y estándares de codificación de manera consistente en entornos de desarrollo, pruebas y producción. Esto garantiza que los sistemas estén configurados de forma segura y cumplir con los estándares de cumplimiento.
• Respuesta y seguimiento de incidentes. Las herramientas automatizadas para el análisis de registros, la detección de anomalías y la respuesta a incidentes desempeñan un papel fundamental a la hora de identificar y responder a los incidentes de seguridad con prontitud. Las alertas y respuestas automatizadas pueden ayudar a mitigar el impacto de posibles infracciones, proporcionando una respuesta más rápida y eficaz que la intervención manual por sí sola.
• Infraestructura como código (IaC). La automatización del aprovisionamiento y la configuración de la infraestructura a través de IaC permite entornos consistentes y reproducibles. Esto no sólo mejora la eficiencia sino que también reduce la probabilidad de que se produzcan problemas de seguridad relacionados con la configuración.

Desafíos en el desarrollo de software moderno

El desarrollo de software moderno está plagado de muchos desafíos que surgen de los rápidos avances tecnológicos, la creciente complejidad del sistema, los ciberataques en constante evolución y las crecientes expectativas de los usuarios. Estos factores exigen innovación continua, gestión eficiente y un enfoque en la resiliencia para ofrecer software de alta calidad que satisfaga las demandas de la era digital.
Algunos desafíos comunes en el desarrollo de software moderno incluyen:

• Rápidos avances tecnológicos. La continua evolución de tecnologías, frameworks y lenguajes de programación plantea desafíos para que los equipos se mantengan actualizados e implementen las soluciones más adecuadas para sus proyectos.
• Mayor complejidad del sistema. Los sistemas de software modernos suelen ser muy complejos e integran múltiples componentes, servicios y fuentes de datos, lo que los hace más propensos a errores y más difíciles de mantener.
• Expectativas de los usuarios en evolución. Las expectativas de los usuarios en cuanto al rendimiento, las funciones y la experiencia del usuario del software aumentan constantemente, lo que requiere que los equipos ofrezcan soluciones innovadoras y centradas en el usuario.
• Demanda de ciclos de entrega más rápidos. La presión para entregar software con rapidez y frecuencia puede conducir a atajos y procesos de desarrollo apresurados, lo que aumenta el riesgo de defectos y compromete la calidad.

El impacto del error humano

Mientras los humanos participen en el desarrollo de software, siempre habrá casos de errores humanos. Desarrolladores, testers, equipos de seguridad e incluso personal de operaciones pueden cometer errores debido a diversos factores, como fatiga, falta de conocimiento técnico, mala comunicación, etc.
Algunas formas en que el error humano afecta el desarrollo de software incluyen:

• Errores de codificación. Una manifestación destacada del error humano es evidente en los errores de codificación. Los desarrolladores, debido a factores como la fatiga o el conocimiento inadecuado, pueden introducir errores sin darse cuenta en una base de código. Estos errores pueden provocar una amplia gama de problemas, desde comportamientos inesperados y fallos del sistema hasta corrupción de datos y vulnerabilidades de seguridad. La complejidad de los sistemas de software modernos amplifica el impacto de los errores de codificación, ya que pequeños errores pueden tener un efecto en cadena en sistemas más grandes.
• Pruebas de descuidos. Cuando los procesos de prueba no son exhaustivos o cuando los evaluadores pasan por alto ciertos escenarios, los defectos pueden pasar desapercibidos. Esto puede permitir que los problemas se introduzcan en el entorno de producción y causen problemas a los usuarios finales.
• Configuraciones incorrectas. Las configuraciones incorrectas en los ajustes del sistema son otra vía a través de la cual el error humano puede comprometer la calidad del software. Ya sea seleccionando parámetros incorrectos u pasando por alto configuraciones clave, estos errores pueden provocar problemas de rendimiento, inconsistencias en el comportamiento e incluso violaciones de seguridad.
• Falta de comunicación y mala colaboración. El impacto del error humano se extiende más allá de los aspectos técnicos e incluye falta de comunicación y colaboración deficiente entre los miembros del equipo. Una comunicación clara es esencial para un proceso de desarrollo cohesivo y eficiente. Cuando los miembros del equipo no se comunican de manera efectiva, pueden surgir malentendidos, las decisiones pueden retrasarse y la colaboración general se vuelve menos productiva.

La primera línea de defensa contra los ciberataques

La ingeniería y el desarrollo de software desempeñan papeles clave en la resiliencia cibernética. De hecho, son la primera línea de defensa contra los ciberataques. Los sistemas y aplicaciones de software deben diseñarse y desarrollarse para anticipar, resistir, recuperarse y adaptarse a cualquier adversidad que surja en el dominio cibernético. Hacerlo requiere adoptar prácticas de diseño y desarrollo, como el minimalismo del software, para reducir las superficies de ataque.

No es que tengamos que cavar más profundo dentro de nosotros mismos para crear soluciones. En su lugar, tenemos que volver a lo básico. Eso significa codificar prácticas sólidas como el minimalismo de software en el desarrollo de software moderno para hacer que los sistemas y aplicaciones de software sean más resistentes, más capaces de resistir y recuperarse rápidamente de cualquier adversidad que se les presente.

Estándares de codificación segura

Empujando por estándares de codificación segura es primordial en la construcción de sistemas de software resilientes. Un conjunto mejorado de estándares de codificación segura implica el cumplimiento de las mejores prácticas establecidas y un refinamiento continuo para alinearse con los panoramas de amenazas en evolución. Las actualizaciones periódicas de los estándares de codificación, que incorporan conocimientos de incidentes de seguridad y desarrollos de la industria, contribuyen a una defensa proactiva contra las ciberamenazas emergentes. Dar prioridad a los principios de codificación segura garantiza que las organizaciones inculquen una mentalidad que prioriza la seguridad entre los desarrolladores, reduzcan el área de superficie para posibles ataques y refuercen la resiliencia general de las aplicaciones de software.

La importancia del minimalismo del software

Nunca se puede dejar de enfatizar la necesidad de adoptar la filosofía del minimalismo del software. Este paradigma enfatiza el concepto de “menos es más” y aboga por la simplicidad y eficiencia en el diseño e implementación de software. Al minimizar la complejidad del código y reducir las funciones innecesarias, la superficie de ataque se reduce inherentemente, lo que limita los posibles puntos de entrada para ataques maliciosos.

El minimalismo del software no sólo mejora la seguridad sino que también contribuye a mejorar la mantenibilidad y la agilidad en los procesos de desarrollo. Además, adoptar una mentalidad minimalista anima a los desarrolladores a centrarse en las funcionalidades esenciales, priorizar la calidad del código sobre la cantidad y, en última instancia, crear software más resistente que sea más fácil de proteger, mantener y adaptar a los requisitos de seguridad en evolución.

Resumen: Creación de resiliencia en el desarrollo de software

Desarrollar resiliencia en el desarrollo de software es un proceso continuo que incorpora estrategias integrales que pueden fortalecer los sistemas contra las interrupciones. Exige que las organizaciones prioricen la integración de la resiliencia en su ciclo de vida de desarrollo de software, asegurando que se convierta en una parte inherente del proceso en lugar de una medida reactiva. Esto incluye fomentar una cultura de mejora continua, donde la retroalimentación de los incidentes se utiliza para perfeccionar las prácticas y mejorar la postura general de resiliencia.

Además, es esencial invertir en programas sólidos de capacitación para equipos de desarrollo sobre principios y mejores prácticas de resiliencia. La colaboración entre los equipos de desarrollo, operaciones y seguridad también es crucial para crear un enfoque holístico y coordinado de la resiliencia. La implementación de pruebas automatizadas de resiliencia, como la ingeniería del caos, puede validar aún más la solidez del sistema e identificar posibles debilidades.

Adopción de mejores prácticas para la resiliencia

Adoptar las mejores prácticas para la resiliencia es vital para afrontar las complejidades del desarrollo de software moderno. Las organizaciones deben priorizar la implementación de redundancia, mecanismos de conmutación por error y degradación gradual para garantizar una funcionalidad continua incluso ante condiciones adversas. El empleo de la arquitectura de microservicios y la contenedorización puede mejorar la flexibilidad y el aislamiento, contribuyendo a la resiliencia general del sistema. La realización periódica de evaluaciones de riesgos y ejercicios basados ​​en escenarios permite a los equipos identificar vulnerabilidades de forma proactiva e idear estrategias para una respuesta y recuperación rápidas.

Además, esfuércese por integrar consideraciones de seguridad y resiliencia en la fase de diseño del desarrollo de software, ya que contribuye en gran medida a enfatizar la importancia de los estándares de codificación seguros y el modelado de amenazas. La incorporación de estas mejores prácticas ayudará a las organizaciones a construir una base resiliente que no solo resista las interrupciones sino que también evolucione para enfrentar los desafíos de un panorama de amenazas en constante cambio.

Tendencias futuras en ingeniería de resiliencia

La ingeniería de resiliencia es un campo relativamente nuevo que está evolucionando rápidamente para abordar la creciente complejidad e interconectividad de los sistemas modernos. A medida que el mundo se vuelve más interconectado y dependiente de la tecnología, la necesidad de sistemas resilientes se vuelve más crítica. Varias tendencias clave están dando forma al futuro de la ingeniería de resiliencia:

1. El auge de la resiliencia sistémica

Hasta ahora, la ingeniería de resiliencia tradicional se centraba en componentes individuales, pero esto ya no es adecuado en los complejos sistemas actuales. En cambio, hay un creciente enfoque en la resiliencia sistémica, donde existen interacciones fluidas entre los diferentes componentes y la capacidad del sistema general para adaptarse y recuperarse de las disrupciones. Este enfoque reconoce que las perturbaciones pueden propagarse a través de un sistema y que la resiliencia requiere una comprensión holística de cómo están interconectados los diferentes componentes y procesos.

2. Adoptar los factores humanos

Los seres humanos desempeñan un papel central en la resiliencia de cualquier sistema. Sin embargo, el error humano suele ser uno de los principales factores que contribuyen a los fallos. La ingeniería de resiliencia está incorporando cada vez más principios de factores humanos para diseñar sistemas que sean menos propensos a errores humanos y que respalden las acciones humanas durante las interrupciones. Esto incluye comprender cómo las personas toman decisiones, cómo responden al estrés y cómo colaboran para superar los desafíos.

3. Resiliencia basada en datos de IA

La creciente disponibilidad de análisis de datos de IA está brindando nuevas oportunidades para la ingeniería de resiliencia. Este tipo de datos se puede utilizar para monitorear el estado del sistema, identificar posibles vulnerabilidades y predecir el impacto de las interrupciones. Este enfoque basado en datos de IA puede ayudar a las organizaciones a tomar decisiones informadas sobre la mitigación de riesgos, la asignación de recursos y las estrategias de respuesta.

4. Resiliencia organizacional

La ingeniería de resiliencia está yendo más allá de los sistemas individuales para centrarse en la resiliencia de las organizaciones en su conjunto. Esto incluye desarrollar una cultura de resiliencia, fomentar la colaboración entre diferentes departamentos y prepararse para los impactos a largo plazo de las disrupciones.

En conclusión, fomentar la resiliencia del software es imperativo en el dinámico panorama digital actual. La creciente complejidad de los sistemas de software y la prevalencia de las ciberamenazas exigen un enfoque proactivo por parte de los ingenieros de software. La automatización, la adopción de principios como el minimalismo del software y la adopción de prácticas de resiliencia organizacional son clave para crear un software sólido y confiable. Parasoft ofrece valiosas soluciones de pruebas automatizadas para ayudar a los ingenieros de software y a las organizaciones a lograr la resiliencia del software. Estos soluciones de pruebas de software automatizadas están diseñados para minimizar los errores humanos, cumplir con estándares de codificación segura y ayudar a los equipos a fortalecer los sistemas contra las interrupciones en el panorama tecnológico en rápida evolución.