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RÉSUMÉ
Cet article traite de la notion de sécurité telle qu’appréhendée pour les logiciels des systèmes scientifiques et techniques.
Après avoir présenté les aspects de sûreté de fonctionnement et de cybersécurité, l’article est consacré à la maîtrise de la sécurité fonctionnelle et de la fiabilité des logiciels. Il présente les méthodes de construction de la sécurité basées sut les AMDE et les méthodes de quantification de la fiabilité basées sur les modèles. Il traite également de la prise en compte du facteur humain lors de l’analyse des risques.
L’article s’intéresse ensuite aux méthodes de réduction des risques basées sur les mécanismes de tolérance aux fautes ou aux méthodes formelles. Il conclut en faisant le point sur les aspects normatifs et les principales pratiques industrielles en termes de sécurité fonctionnelle.
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Frédérique VALLÉE : Agrégée de mathématiques – Docteur en statistiques - Expert en sûreté de fonctionnement des systèmes programmés – Consultante, France
INTRODUCTION
La sécurité d’un système correspond à la non-occurrence d’événements pouvant diminuer ou porter atteinte à l’intégrité du système et de son environnement pendant toute la durée de l’activité du système, que celle-ci soit réussie, dégradée ou échouée. La sécurité couvre les événements de natures aléatoire (danger) ou volontaire (menace).
La fiabilité d’un système correspond à son aptitude à accomplir l’ensemble des fonctions spécifiées dans son document de référence, dans un environnement donné et pour un temps de fonctionnement donné.
Cet article présente plus particulièrement l’application des techniques de sûreté de fonctionnement permettant de conférer aux systèmes programmés scientifiques et techniques de bonnes caractéristiques de sécurité et de fiabilité.
Les systèmes programmés scientifiques et techniques regroupent principalement :
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les systèmes embarqués dans les voitures, trains, avions, équipements médicaux, systèmes d’arme… ;
-
les systèmes de contrôle-commande des installations industrielles des domaines : nucléaire, chimie… ;
-
les systèmes de télécommunication ;
-
les systèmes de calcul scientifique.
Avant la lecture du présent article, il est recommandé de lire les concepts généraux relatifs à la sécurité et à la gestion des risques des systèmes informatiques décrits dans l’article précédent [SE 2 500].
Notons que les concepts et méthodes de cybersécurité qui y sont décrits sont communs à tous les types de systèmes informatiques et ne sont donc pas repris dans le présent article.
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MOTS-CLÉS
logiciel AMDEC Analyse des risques cybersécurité Sécurité fonctionnelle Tolérance fiabilité
VERSIONS
- Version archivée 1 de avr. 2016 par Frédérique VALLÉE
DOI (Digital Object Identifier)
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Aspects normatifs
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5. Exemples de solutions
Les mécanismes de tolérance aux fautes et les méthodes formelles font partie des solutions techniques proposées pour réduire la criticité des systèmes scientifiques et techniques. Quelques-unes de ces solutions sont présentées ici.
5.1 Mécanismes de tolérance aux fautes
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Les techniques de programmation défensive mettent à la disposition des concepteurs des techniques particulières qui permettent aux systèmes programmés d’être réactifs en cas de défaillance. Ces techniques sont utilisables dans les AMDE en tant que barrières de sécurité pour éviter que certains modes de défaillance des composants ne produisent les événements redoutés du système.
Les techniques les plus souvent utilisées au niveau de la conception sont les techniques dites de programmation N versions ou de bloc de recouvrement.
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Le principe de la programmation N versions (figure 7) est similaire au principe de redondance active bien connu pour le matériel : N versions de programmes différents développés selon les mêmes spécifications sont exécutées en parallèle.
Cette approche permet en principe de ne laisser passer aucune défaillance. Le problème est qu’elle peut être mise en défaut dans le cas d’une faute dont l’origine est implicitement dans les spécifications, ce qui est tout à fait possible. Il y a alors une cause commune de défaillance, l’indépendance entre les programmes n’est plus vérifiée : on dit qu’il n’y a pas de « diversité ». Par ailleurs, une telle approche est coûteuse à réaliser.
-
Le principe du bloc de recouvrement (figure 8) consiste à développer une sorte de vérificateur de calcul appelé « alternant primaire ». L’alternant primaire ne fait pas les mêmes calculs que la fonction principale, mais, connaissant les entrées, il liste un certain nombre de propriétés que doivent avoir les sorties de la fonction. Si possible, il utilise également d’autres entrées que celles utilisées par la fonction principale. Un test d’acceptation permet de s’assurer que ces propriétés sont vérifiées. Si ce n’est pas le cas, un « alternant secondaire »...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - DESROCHES (A.), LEROY (A.), VALLEE (F.) - La gestion des risques : principes et pratiques. - Hermès Sciences, Lavoisier (2015).
-
(2) - IMdR - Collège sûreté de fonctionnement des logiciels, - GTR 6 Guide : démarche et méthodes de conception de logiciels sûrs de fonctionnement, mai 2000.
-
(3) - Collectif AFIS - Découvrir et comprendre l’ingénierie système. - Éditions Cépaduès (2011).
-
(4) - VALLÉE (F.), SADMI (F.), DUMONT (J.) - Safety Architect © : a tool for model-based safety analyses compliant with the system engineering approach. - ICSSEA (International Conference on Software and Systems Engineering and their Applications), Paris (2011).
-
(5) - MUSA (J.), IANNINO (A.), OKUMOTO (K.) - Software reliability : measurement, prediction, application (Fiabilité du logiciel : mesure, prévision, application). - Mc Graw-Hill Book Company (1987).
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
IMdR – Institut pour la maîtrise des risques
AFIS – Association Française d’Ingénierie Système
AFNOR – Association française de normalisation
INERIS – Institut national de l’environnement industriel et des risques
COFRAC – Comité français d’accréditation
CERTIFER – Groupe d’inspection et de certification des systèmes ferroviaires et des transports guidés
UTE – Union Technique de l’Electricité
HAUT DE PAGE
EN 50128-11, Applications ferroviaires : systèmes de signalisation, de télécommunication et de traitement – logiciels pour systèmes de commande et de protection ferroviaire
CEI 61508-10, Sécurité fonctionnelle des systèmes électriques/électroniques/électroniques programmables relatifs à la sécurité
DO 178 C-12, Software considerations in airborne...
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QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE
1/ Quiz d'entraînement
Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.
2/ Test de validation
Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.
Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
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