晴時多雲

自由共和國》廖宏祥/從系統工程探討數位身分證的問題

系統工程生命週期V-model

廖宏祥/曾任麥道航太駐台代表、戰爭學院榮譽講座

在爭議多時之後,行政院於日前決議,將以專法來規範換發數位身分證。在取得社會共識後,再依法辦理。本文從歐美國家在採購大型科技系統時所運用的系統工程,檢討我國數位身分證招標時的不足,並建議未來的數位發展部應倡導系統工程並落實「獨立驗證與確認」。

台灣缺乏系統工程實踐

系統工程是美國在一九六○年代為了阿波羅登月計畫創立的方法論,讓一個看似不可能的人類創舉順利且精準的完成任務。數十年來不但美國聯邦政府採用,西方科技業界也已將系統工程視為設計、建構、整合實務系統的基礎,不但是大型系統開發所必需,也推廣到中小企業。它是由系統概念開始,至系統處置的整個生命週期,完整解決管理和科技問題的方法論。西方跨國公司除了自定系統工程規範,也有如IEEE 12207(軟體生命週期)、IEEE 15288(系統生命週期)、和ISO/IEC 29110(適合小型企業)等國際標準可遵循。

數位身分證可帶動數位經濟,需整合各種系統,進而創造高效能的政府服務模式。技術上除了硬體、軟體、網路外,更重要的是應以系統工程為基礎,進行研製與整合。我國在開發資訊系統時,多聚焦軟體工程的運用,但缺乏系統工程對用戶需求、軟體、硬體、通訊等不同場域介面的國際標準實踐。如何將各個系統整合並安全運營維護,系統工程正是不可或缺的關鍵。而這與台灣過去四十餘年硬體製造薄利多銷的商業模式截然不同;亦即台灣缺乏高附加價值的系統整合經驗。

儘管系統工程已在歐美各國廣泛運用半世紀以上,但我國政府似乎沒有注意到世界運用系統工程的趨勢,更不瞭解軟體資訊產業的本質。因此政府大型系統的招標與合約執行,都沒有融入系統工程的要求,也導致軟體與系統整合業、國防與航太等產業,都普遍缺乏系統工程的觀念與實踐。業界為了配合不合時宜的「政府採購法」,在工程實踐、制度、文化等面向甚少能與國際接軌,連帶也弱化這些產業在國際的競爭力。

招標前政府(甲方)應執行的系統工程

附圖「系統工程生命週期V-model」和軟體工程實踐類似。但系統工程還擴展到左上角與右上角標示「甲方工作」的部分。

美國聯邦政府在採購科技系統時,於圖的左上角,也就是招標前的「任務觀念」階段,通常運用系統工程至少執行下列工作:

1.差距分析:描述現有系統或制度當前作業狀態,和未來系統欲達成目標的差距;同時指出實現任務的阻礙。

2.技術路線圖:為了達成目標,需要哪些技術 ,以及必須構建哪些環境框架,如法律、標準等。

3.作業運營概念(Concept of Operations):最終用戶及所有利益相關者的組織、角色、責任等,並整合各方如何使用未來系統的模型與情境。這份文件是後續制定系統頂層需求的依據。

4.替代方案:根據作業運營概念,描述可以構建哪些可能的替代技術解決方案、系統架構等。

5.成本分析:運用ROM、BOE、WBS、COCOMO II、SLIM等方法,估算每種替代方案的初始成本和生命週期成本,作為編列預算與發包議價的依據。

6.緩解風險和利用機會:列出所有技術和管理風險,和可資利用的潛在機會。

7.業務案例(Business Case):整合成本分析、風險和機會,分析每一個替代解決方案的成本效益,俾便決策者做出決定。

系統工程最重要的工作之一就是需求定義與管理。為了制定招標文件的系統頂層需求,甲方的系統工程師根據「任務觀念」階段產出的成果,進入「系統需求」階段。也就是運用模式、模擬、量化、非量化、使用案例(Use Case) 及建構原型等方法,定義系統的功能需求、性能需求(Performance Requirements)、非功能性需求、和內部與外部界面需求等。而這些最終要放入招標書與合約的文件,與「作業運營概念」之間要有可追溯性,並確保一致性與完整性。

一般政府官員對科技不見得精通 ,因此甲方有必要聘請公正第三方的系統工程顧問執行「獨立驗證與確認」(Independent Verification & Validation, IV&V)。除了分析上述各項工作,也協助政府監督全部生命週期履約進展、驗證系統符合需求規格、及早發現問題、降低專案風險、並確保開發流程符合規範。

沒有系統工程的數位身分證

因為系統工程的產出物既不是硬體,也不是軟體,所以台灣政府似乎不瞭解這些工作的重要性,更不願撥款執行。然而根據美國蘭德公司的研究,大型系統的系統工程費用可高達全部專案預算的四分之一,其重要性不言而喻。

從數位身分證的軟體需求文件來看,內政部與其委託的顧問公司沒有執行系統工程。例如:

1.沒有整合未來數位經濟的重要利益相關者,如負責勞保、監理、年金、稅務、電子商務等單位的意見;也就是沒有整體的「作業運營概念」。

2.內政部將硬體定為三十三億台幣,但遠為複雜的軟體卻只有不到九億,令人懷疑其「成本分析」的合理性。也無怪乎國內沒有廠商願意投標。

3.把硬體和軟體分開招標是沒有系統整合概念的作法。工程實施與運營維護時出問題的話,負責硬體和軟體的廠商將沒有統一權責,甚至互相推諉。

4.軟體需求文件敘述未來系統的架構,完全違反系統工程的原則。

5.沒有要求如NIST或其他完整的資安標準,反而提供所謂的「賞金獵人」。須知白帽駭客是資訊安全的手段之一,但絕非全部。

6.既沒有性能需求,也沒有諸如系統安全、資訊安全、可靠性、維護性等非功能性需求。

7.招標書的系統需求為得標廠商合約的一部分,驗收時將逐條測試。但需求文件卻有些無法測試、驗證、或近乎盼望的條文。

8.需求文件有些條文不夠明確,容許將來甲、乙雙方有任意解釋的空間,甚至造成諸多履約爭議的可能。

9.沒有外部界面需求(Interface Requirements Document),如:與數位政府相關的T-Road資料交換系統界面定義。

10.國發會網站敘述跨機關資料交換的T-Road結構。從其描述來看,應是模仿世界上數位身分證實施最成功的愛沙尼亞X-Road系統,但卻沒有向他們汲取經驗,空有其名。捨實戰成功的科技不用而閉門造車,徒增技術風險而已。

結語

二十一世紀是軟體的世紀,而健全的軟體與系統整合產業更是資訊安全的基礎。系統工程不但可定義軟體系統需求,其方法也可制定硬體產品規格。政府多年來一直提倡產業升級卻不能竟其功,缺乏的關鍵之一在於產業界鮮有能力制定需求與規格。假如政府機關能倡導系統工程,民間企業自然有誘因作最好的行業實踐。久之就會將系統工程内化成企業的制度與文化,進階與西方國家競爭,在全球市場爭一席之地。

假如行政院計劃將數位身份證敗部復活,企盼政府主管單位能導入系統工程,重新招標。而未來的數位發展部更應修改法規,或頒佈行政命令與國際上的最佳行業實踐接軌。

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