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Los estándares de codificación marcan la diferencia. Sientan las bases para un código consistente, sostenible y de alta calidad en todos los proyectos de software.
Al igual que las disciplinas profesionales como la medicina y el derecho dependen de protocolos precisos, el desarrollo de software prospera cuando existen pautas claras que rigen cómo se escribe, estructura e implementa el código.
Cumplir con los estándares ayuda a optimizar los flujos de trabajo, simplificar las revisiones de código y garantizar el cumplimiento de las regulaciones de la industria.
En esta guía, desglosaremos los Fundamentos de los estándares de codificación Especialmente en C, C++, Java, C# y VB.NET. También comprenderá cómo estas prácticas mejoran la calidad y el cumplimiento normativo del software.
Se trata de un conjunto de pautas y prácticas recomendadas que siguen los programadores para garantizar la coherencia, la legibilidad y la calidad en la base de código en todo el mundo. Ciclo de vida del desarrollo de programas (SDLC). Dicho de otro modo, los estándares de codificación son modelos para escribir código seguro, confiable, mantenible y eficiente. Pueden abarcar diversos aspectos, como las convenciones de programación, la organización del código, la sangría, los comentarios, la gestión de errores, etc.
Dependiendo de su trayectoria como desarrollador, las mejores prácticas estándar de codificación pueden ser específicas de un lenguaje de programación, la industria a la que pertenece o incluso un proyecto.
Independientemente del conjunto de reglas de codificación que utilice, el estándar debe garantizar la calidad del código, que incluye lo siguiente:
Los lenguajes de bajo nivel como C y C++ brindan flexibilidad a los desarrolladores, pero esta libertad conlleva riesgos importantes.
Sin pautas adecuadas, los programadores pueden fácilmente terminar introduciendo errores que conducen a un comportamiento impredecible del sistema, vulnerabilidades de seguridad y fallas de software potencialmente catastróficas.
En industrias de alto riesgo como la automotriz, la aeroespacial y la médica, las consecuencias de los errores de codificación se acumulan rápidamente. Un solo error puede ocasionar pérdidas financieras, comprometer sistemas críticos para la seguridad y manchar la reputación de una organización.
La comunidad de ingeniería de software desarrolló estándares de codificación como Misra (Asociación de confiabilidad del software de la industria automotriz), AUTOSAR C ++ 14, y el CERT marco de codificación, para abordar estos desafíos, en particular para las industrias de infraestructura crítica para la seguridad.
Repasemos brevemente algunos de estos estándares.
MISRA es un conjunto de directrices desarrolladas inicialmente para la industria automotriz con el fin de promover la seguridad, la fiabilidad y la mantenibilidad del software. Las directrices MISRA se emplean principalmente en proyectos escritos en lenguajes C y C++. Estas incluyen los estándares MISRA C 2004, MISRA C++ 2008, MISRA C 2012, MISRA C 2023 y MISRA C++ 2023.
Aunque MISRA se desarrolló originalmente para el sector automotriz, el estándar de codificación ahora se utiliza en otras industrias, incluidos los sectores ferroviario, de dispositivos médicos, aeroespacial y financiero.
El cumplimiento de MISRA va más allá de las pautas de codificación, ya que también define los criterios de calidad del software a medida que este pasa de un proveedor a un adquirente.
Dado que el estándar C++ no suele definir todos los aspectos del lenguaje de programación, deja ciertos comportamientos sin definir, sin especificar o definidos por la implementación. Los programas que dependen de estos comportamientos pueden carecer de previsibilidad y portabilidad.
Por lo tanto, las pautas MISRA ayudan a identificar y abordar estas situaciones para promover la seguridad y la confiabilidad del software.
Por ejemplo, la última edición C++ del estándar MISRA, MISRA C++ 2023, puede ayudar a los desarrolladores a cumplir con los requisitos de análisis estático descritos en los estándares de seguridad funcional como IEC 61058 o ISO 26262 al garantizar y documentar el cumplimiento de MISRA para sus aplicaciones de software.
Beneficios clave de MISRA:
Si bien el cumplimiento de las pautas MISRA mejora la seguridad y confiabilidad del software al reducir la posibilidad de errores de código, no elimina por completo los problemas de calidad o seguridad.
CERT C y CERT C++ son estándares de codificación segura desarrollados por la División CERT del Instituto de Ingeniería de Software (SEI). Ambos estándares pueden ayudar a los desarrolladores a evitar vulnerabilidades, comportamientos indefinidos y otros problemas en programas C y C++ durante la codificación.
CERT C, publicado por primera vez en 2008, se centra en prácticas de codificación segura para el lenguaje de programación C. Proporciona un conjunto de reglas y recomendaciones para mitigar fallos de seguridad, como desbordamientos de búfer, desbordamientos de enteros y condiciones de carrera, que son comunes en C debido a sus capacidades de manipulación de memoria de bajo nivel.
CERT C++, publicado en 2017, está diseñado específicamente para el lenguaje de programación C++. CERT C++ aborda vulnerabilidades exclusivas de las características de C++, como la programación orientada a objetos, el manejo de excepciones y las plantillas, a la vez que aborda problemas comunes con C.
Seguir los estándares de desarrollo de software MISRA y CERT es eficaz para garantizar la calidad del código. Herramientas automatizadas como Parasoft C/C++test simplifican este proceso al permitir a los desarrolladores realizar lo siguiente:
Los estándares de codificación son más que un conjunto de reglas. Te guían para crear código limpio, consistente y confiable.
Por ejemplo, en Java, estándares clave como CERT y CWE (Common Weakness Enumeration) ayudan a darle estructura a su base de código y al mismo tiempo reducen el riesgo de errores.
En concreto, aquí explicamos por qué los estándares de codificación son cruciales.
Diversas industrias han desarrollado estándares para ayudar a las organizaciones a ofrecer software de alta calidad. Si bien el análisis estático puede utilizarse para identificar código que infringe cualquiera de los estándares enumerados a continuación, estos no son todos iguales. A continuación, se presenta un resumen simplificado.
Un estándar de codificación es un conjunto de reglas y directivas que define cómo debe escribirse, estructurarse e implementarse el código para cumplir con las mejores prácticas. El objetivo es promover la seguridad, la consistencia, la legibilidad, la mantenibilidad y otros criterios en el desarrollo de software.
A continuación se presentan algunos de los estándares de codificación más populares de la industria.
Misra | Estándar de codificación para C y C++ principalmente para sistemas críticos para la seguridad. |
CERT | Estándares de codificación para prácticas de codificación seguras en C, C++ y Java. |
AUTOSAR C ++ 14 | Directrices de codificación para C++ en el contexto de AUTOSAR. |
C++ de alta integridad | Un conjunto de pautas para escribir software de alta integridad y seguridad crítica en C++. |
JSF AV C++ | Directrices para la programación en C++, utilizadas dentro del programa Joint Strike Fighter (JSF) para sistemas aeroespaciales. |
Directrices de Microsoft .NET | Hacer cumplir las pautas de codificación .NET, incluidas las comprobaciones de calidad y seguridad del código. |
Convenciones del código Java | Proporcionar reglas para el formato, convenciones de nomenclatura y otros aspectos del estilo del código. |
La mayoría de los siguientes estándares de seguridad proporcionan un conjunto estructurado de pautas, mejores prácticas y procesos diseñados para ayudar a las organizaciones a proteger su software, sistemas y datos de amenazas y vulnerabilidades de seguridad.
A continuación se presentan algunos de los estándares de codificación más populares de la industria.
OWASP | Un marco de seguridad con pautas para aplicaciones web, centrado en áreas como validación de entrada, autenticación y autorización. |
PCI DSS | Un marco específico para proteger la información de las tarjetas de pago. |
DISA ASD STIG | Una guía o marco de implementación de seguridad, centrado en prácticas de desarrollo seguro y configuración de sistemas para sistemas de defensa. |
CWE | Un catálogo de vulnerabilidades de software comunes, como inyección de SQL, desbordamiento de búfer o manejo inadecuado de errores. A diferencia de los marcos de seguridad, CWE no proporciona pasos prácticos para proteger una aplicación. En cambio, describe y categoriza las vulnerabilidades para ayudar a los desarrolladores a identificar y mitigar riesgos potenciales. |
Para transformar los estándares de codificación desde pautas teóricas a prácticas a nivel organizacional se necesita algo más que documentación.
De hecho, necesitará adoptar un enfoque estratégico que combine pautas estructuradas, herramientas automatizadas y una cultura de desarrollo consistente centrada en la calidad y confiabilidad del código para poner las cosas en movimiento.
Los estándares de codificación desempeñan un papel crucial para garantizar la calidad, el rendimiento y la facilidad de mantenimiento en lenguajes de programación como C, C++, Java, C# y VB.NET. Si bien la sintaxis y las características específicas difieren entre estos lenguajes, el impacto general de adherirse a los estándares de codificación es consistente.
Los estándares de codificación garantizan que el software se adhiera a las mejores prácticas que previenen comportamientos peligrosos, especialmente en sistemas críticos para la seguridad, como los de la industria automotriz, aeroespacial y sanitaria. Los estándares de codificación aplican reglas que reducen el comportamiento indefinido, eliminan estructuras inseguras y promueven la detección de errores. Como resultado, mitigan los riesgos que podrían provocar accidentes o daños.
Por ejemplo, los estándares MISRA se adoptan ampliamente para garantizar el uso seguro de C y C++ en sistemas integrados.
Al implementar prácticas de codificación segura, los estándares de codificación abordan vulnerabilidades de seguridad comunes, como desbordamientos de búfer, fallos de inyección y comportamientos indefinidos. Garantizan la resiliencia del software frente a posibles vulnerabilidades y vulnerabilidades, eliminando construcciones inseguras e identificando posibles vulnerabilidades en las primeras etapas del desarrollo.
Estándares como CERT C y CWE proporcionan pautas específicas para fortalecer el código contra amenazas externas y actores maliciosos.
La confiabilidad se centra en crear software predecible y estable que funcione según lo previsto en diversas condiciones. Los estándares de codificación implementan prácticas que minimizan errores, garantizan una gestión adecuada de los recursos y previenen fallos en tiempo de ejecución.
Por ejemplo, el cumplimiento de las reglas que previenen las condiciones de carrera o las fugas de memoria mejora la fiabilidad del sistema, especialmente en entornos que requieren un funcionamiento continuo, como los sistemas de control industrial o las redes de telecomunicaciones.
Los estándares de codificación facilitan la modificación y depuración de códigos claros y estructurados. Por ejemplo, los comentarios estandarizados mejoran la legibilidad y la comprensión, lo que facilita la depuración o modificación posterior del programa por parte del usuario o de otros desarrolladores.
Los estándares de codificación establecen un estilo uniforme para escribir código, incluyendo convenciones de nomenclatura, sangría, comentarios y estructuración de clases y métodos. Esta consistencia es vital para:
Varios desarrolladores que trabajan en la misma base de código pueden comprender rápidamente el trabajo de los demás si existe un estándar compartido.
El código formateado de forma consistente es más fácil de leer y mantener, lo que reduce la carga cognitiva de los desarrolladores.
Los nuevos miembros del equipo pueden familiarizarse rápidamente con el código base cuando se siguen prácticas de codificación consistentes.
Si bien el principio básico de la coherencia sigue siendo el mismo, cada idioma tiene matices específicos:
C y C ++ | Los estándares suelen exigir el uso correcto de punteros, la gestión de memoria y el manejo de errores. Garantizar el uso consistente de estas funciones resulta en un código más seguro y eficiente. |
Java, C# | Ambos enfatizan los principios de la programación orientada a objetos (POO), como el diseño de clases, las firmas de métodos y el uso de interfaces. La aplicación consistente de estos conceptos mejora la modularidad del código y reduce la complejidad. |
VB.NET | Los estándares VB.NET, que suelen utilizarse en aplicaciones empresariales, se centran en el manejo consistente de errores, la denominación de variables y la modularización para facilitar el mantenimiento y la escalabilidad. |
Los estándares de codificación facilitan la modificación y depuración de códigos claros y estructurados. Por ejemplo, los comentarios estandarizados mejoran la legibilidad y la comprensión, lo que facilita la depuración o modificación posterior del programa por parte del usuario o de otros desarrolladores.
Los estándares de codificación pueden afectar directamente el rendimiento al fomentar las mejores prácticas que optimizan el uso de recursos, como memoria, CPU y E/S de disco:
C y C ++ | Los estándares contribuyen indirectamente a la optimización del código al promover la claridad, la legibilidad y evitar complejidades innecesarias, lo que conduce a un código más eficiente. |
Java, C# | El uso correcto de las estructuras de datos, como el uso de ArrayList en lugar de LinkedList en Java, y la eficiencia algorítmica pueden afectar significativamente el rendimiento. En C#, las directrices sobre el uso de tipos de valor en lugar de tipos de referencia ayudan a evitar cuellos de botella en el rendimiento. |
VB.NET | Fomentar prácticas como la agrupación de objetos, la carga diferida y la minimización de la recolección excesiva de basura ayuda a optimizar el rendimiento, especialmente en aplicaciones de ejecución prolongada. |
Las fugas de memoria y la gestión inadecuada de la memoria son problemas de rendimiento comunes en lenguajes no administrados como C y C++. Los estándares de codificación ayudan a prevenir estos problemas al garantizar que:
C y C ++ | Los estándares imponen una asignación de memoria eficiente, como la sobrecarga de new/delete en C++ frente a la gestión manual de memoria, y la no utilización de malloc en C. |
Java, C# | En Java y C#, los estándares a menudo incluyen pautas para cerrar adecuadamente recursos como transmisiones, conexiones de bases de datos y escuchas, lo que puede provocar fácilmente pérdidas de memoria si no se manejan correctamente. |
VB.NET | VB.NET se beneficia del manejo estructurado de excepciones, que ayuda a administrar los recursos de manera efectiva en casos donde la administración de memoria es crítica. |
Adherirse a los estándares de codificación también tiene un profundo impacto en la capacidad de mantenimiento del código, lo que afecta indirectamente el rendimiento a largo plazo:
En sistemas a gran escala, los estándares de codificación ayudan a garantizar que el código pueda escalar eficazmente con una refactorización mínima. Al aplicar las mejores prácticas en torno a la modularidad, la abstracción y los patrones de acceso a datos, los desarrolladores pueden:
C y C ++ | Utilice archivos de configuración, constantes y parámetros en lugar de codificar valores, lo que facilita la modificación y el escalado de la aplicación. |
Java, C# y VB.NET | Siga los principios de OOP para garantizar que la base de código pueda crecer sin degradación del rendimiento ni mayor complejidad. |
Los estándares de codificación y el análisis estático suelen formar parte de un conjunto de requisitos para las pruebas de código. Las pruebas también incluyen pruebas unitarias. cobertura de código, pruebas de integración, pruebas de hardware en el objetivo y mucho más.
Estos y otros métodos de prueba garantizan que cada uno (pruebas unitarias, análisis de cobertura de código, pruebas de integración y pruebas en hardware de destino) aborde aspectos específicos de la calidad del software en diversas etapas del desarrollo. Juntos, crean un marco integral para crear aplicaciones de software robustas y fiables.
Para las empresas que crean aplicaciones según estándares de seguridad como ISO 21434 e IEC 62443 o estándares de seguridad como ISO 26262, DO-178C, IEC 62304, IEC 61508 y EN 50716, el análisis estático es solo uno de los métodos de prueba de software recomendados o exigidos para detectar defectos de código en las primeras etapas del ciclo de desarrollo.
Sin embargo, para cumplir con los requisitos de seguridad funcional se requieren métodos de prueba complementarios, como pruebas unitarias, cobertura de código estructural, trazabilidad de requisitos, etc. Estas metodologías de prueba adicionales son esenciales y complementan el análisis estático para garantizar la alta calidad del código.
Las pruebas unitarias aíslan unidades o funciones individuales del código de una aplicación, verificando su funcionalidad con casos de prueba para garantizar que se comporten como se espera. Este enfoque ayuda a los desarrolladores a detectar errores en las primeras etapas del proceso de desarrollo.
La cobertura de código mide la cantidad de código de una aplicación que se ejecuta durante las pruebas, lo que proporciona información sobre áreas no probadas. Esto garantiza una validación exhaustiva del software y ayuda a identificar deficiencias en los casos de prueba.
La trazabilidad de requisitos asigna los requisitos del software a los casos de prueba correspondientes, garantizando así que cada requisito de una aplicación se pruebe y verifique. Este enfoque ayuda a mantener la coherencia entre los objetivos de desarrollo y los del proyecto. Esto es fundamental para respaldar el cumplimiento normativo y el control de calidad.
Actualmente existen numerosos estándares de codificación de seguridad. Puede resultar difícil determinar cuáles son aplicables a su producto en desarrollo. A menudo, el uso previsto del producto ayuda a determinar los estándares adecuados a seguir.
Parasoft ofrece el conjunto más completo de verificadores de código de análisis estático para estándares de codificación como MISRA, CERT, AUTOSAR C++ 14, CWE y OWASP. Los equipos pueden supervisar el progreso del cumplimiento, gestionar eficazmente los problemas identificados y generar los informes necesarios para auditorías y comprobantes de cumplimiento con funciones de generación de informes especializadas.
El análisis estático mejorado con IA/ML optimiza la priorización de problemas. Al analizar los datos históricos del proyecto y las interacciones de los usuarios, las herramientas de lenguaje de Parasoft clasifican inteligentemente los problemas identificados según su probabilidad de ser críticos, lo que reduce el ruido y ayuda a los equipos a centrarse en las vulnerabilidades de alto impacto. Este enfoque acelera el proceso de remediación. Además, facilita la mejora continua al adaptar la priorización a las necesidades cambiantes del proyecto y a los flujos de trabajo del equipo.
El análisis estático con IA generativa (GenAI) automatiza la corrección de las infracciones de código identificadas. Mediante modelos avanzados de IA, Parasoft genera soluciones contextuales alineadas con los estándares de código, garantizando el cumplimiento normativo y reduciendo el esfuerzo manual. Esta automatización acelera los flujos de trabajo de desarrollo a la vez que mantiene la calidad del código. Los equipos pueden centrarse en la innovación en lugar de en tareas repetitivas.
Los estándares de codificación desempeñan un papel fundamental para garantizar la calidad, la capacidad de mantenimiento y la seguridad del software en lenguajes de programación como C, C++, C#, Java y VB.NET.
C y C++, reconocidos por su flexibilidad y alto rendimiento, los convierten en los lenguajes de referencia para sistemas embebidos y aplicaciones de alta eficiencia. Sin embargo, su potencia conlleva complejidad, especialmente en C++, un lenguaje con un conjunto de características más amplio que C. Para mantener una base de código fiable y manejable en cualquiera de los dos lenguajes, es fundamental adherirse a reglas de codificación bien definidas.
Muchos estándares de codificación establecidos satisfacen las necesidades específicas de las industrias integradas y las aplicaciones críticas para la seguridad.
Misra | Se centra en la seguridad y la confiabilidad tanto de C como de C++ en la industria automotriz y otros dominios críticos para la seguridad. |
AUTOSAR C ++ 14 | Amplía MISRA para aplicaciones automotrices, abordando prácticas modernas de C++. |
CERT | Ofrece pautas de codificación segura para prevenir vulnerabilidades en el código C y C++. |
JSF AV C++ | Diseñado para sistemas de alta seguridad, particularmente en defensa. |
C++ de alta integridad | Proporciona reglas para el desarrollo de sistemas críticos para la seguridad. |
C#, Java y VB.NET son lenguajes de programación ampliamente utilizados, potentes y versátiles que facilitan el desarrollo rápido con entornos de ejecución robustos. Si bien estos lenguajes están diseñados para reducir muchos de los riesgos presentes en lenguajes de bajo nivel como C y C++, el cumplimiento de los estándares de codificación sigue siendo fundamental para garantizar la seguridad, la mantenibilidad y la fiabilidad de su código base.
Los estándares de codificación desempeñan un papel fundamental para garantizar la calidad, la capacidad de mantenimiento y la seguridad del software en lenguajes de programación como C, C++, C#, Java y VB.NET.
CERT | Tanto C# como Java tienen pautas CERT que proporcionan reglas de codificación segura para mitigar vulnerabilidades comunes como fallas de inyección, manejo inadecuado de errores y deserialización insegura. |
OWASP | Las pautas de OWASP son esenciales para los desarrolladores de Java y C#, y se centran en las mejores prácticas de seguridad, como la validación de entrada y la autenticación segura. |
CERTIFICADO SEI | Disponible para C#, Java y VB.NET, este estándar centrado en la seguridad aborda riesgos potenciales como condiciones de carrera, seguridad de subprocesos y gestión de recursos. |
Directrices de Microsoft.NET | Para VB.NET y C#, Microsoft proporciona sus propios estándares de codificación que cubren principios orientados a objetos, legibilidad del código y patrones de diseño para garantizar un código mantenible. |
Convenciones del código Java | Java tiene su propio conjunto de convenciones de codificación, incluidas reglas de nombres, formato y documentación para promover la legibilidad y la consistencia en grandes bases de código. |
Al incorporar estándares de codificación en sus procesos de desarrollo, puede crear aplicaciones seguras, protegidas, fáciles de mantener y de alto rendimiento en cualquiera de estos lenguajes de programación.