Kubernetes 安全性 – 最新更新
在一个迅速发展的数字环境中，公司正在转向容器化以有效地部署和扩展它们的应用程序。在众多容器编排平台中，Kubernetes 已经成为主导标准，为管理容器化工作负载提供了坚固且适应性强的结构。然而，随着 Kubernetes 的使用增加，实施强有力的安全协议以保护存储在 Kubernetes 系统中的有价值资源和敏感信息变得越来越重要。
在这一点上，最近发布的 Red Hat 2023 年关于 Kubernetes 安全性的报告揭示了令人担忧的统计数据。根据该报告，有 7% 的受访者认为容器化运营的安全投资不足。同时，有 67% 的受访者由于安全顾虑不得不放缓云原生采用速度，强调了组织需要解决这些问题并保护其软件供应链的紧迫性。
这表明确保 Kubernetes 安全性需要的不仅仅是勾选一个框或安装安全工具。它需要对平台架构、潜在的漏洞和有效的风险缓解实践有深刻的了解。鉴此，本文旨在全面审视 Kubernetes 安全性，涵盖最新的安全更新，提供有用的实施建议，并探讨用户通常如何应对安全威胁并最小化潜在风险。
Kubernetes安全概览
Kubernetes 安全性是保持安全容器编排平台的关键方面。它涵盖了云原生安全的四个层面（4C）：云（Cloud）、集群（Cluster）、容器（Container）和代码（Code）。以下是每个方面的详细信息。
- 云安全
底层的物理基础设施，无论是企业数据中心、共享设施，还是云服务提供商，都构成了 Kubernetes 安全性的基础。确保遵循云服务提供商或物理安全最佳实践是至关重要的，以确保整个 Kubernetes 集群的安全性。
- 集群安全
保护 Kubernetes 集群涉及多个考虑因素。首先，保护 Kubernetes API 是管理集群的主要入口点。实施 API 服务器的身份验证、授权和加密机制对于防止未经授权的访问和数据泄漏至关重要。
其次，确保集群内应用程序的安全性是至关重要的。由于云原生应用程序通常围绕微服务和 API 设计，整个应用程序的安全性取决于个别服务的安全性。确保每个应用程序组件遵循安全编码实践，实施访问控制，并定期进行漏洞评估是减轻安全风险的关键。
- 容器安全
容器在 Kubernetes 中发挥着重要的作用，它们的安全性至关重要。采用安全的容器镜像，定期打补丁和更新容器运行时，并实施容器隔离机制，如 Kubernetes 命名空间和安全上下文，对于防止容器级攻击并保持工作负载的完整性至关重要。
- 代码安全
在运行在 Kubernetes Pod 中的代码应经过彻底的安全审查和测试。应遵循安全编码实践，包括输入验证、适当的错误处理以及保护免受常见漏洞的攻击，如注入攻击和跨站点脚本。实施容器镜像扫描工具和代码分析工具可以帮助在开发生命周期的早期识别和缓解安全问题。
Kubernetes安全的关键组件
控制平面组件
- API 服务器：
API 服务器是管理集群的中央通信枢纽。保护 API 服务器涉及启用身份验证、实施基于角色的访问控制（RBAC）以及利用传输层安全性（TLS）加密以进行安全通信。
- 调度器:
调度器 负责根据资源需求和约束将 Pod 分配给工作节点。保护调度器涉及保护其配置，确保只有经授权的实体可以做出调度决策。
- 控制器管理器:
控制器管理器监视各种控制循环，例如管理复制控制器、保持期望的 Pod 状态以及处理节点故障。保护控制器管理器涉及限制对其 API 的访问，并确保其配置的完整性。
- Etcd：
Etcd 是一个分布式键值存储，用于存储 Kubernetes 集群的状态。保护 Etcd 包括启用身份验证、对传输中的数据进行加密，并实施访问控制以保护敏感的集群信息。
- 云控制器管理器（Cloud Controller Manager）：
云控制器管理器整合了 Kubernetes 与底层云服务提供商的服务。保护云控制器管理器涉及遵循云服务提供商的安全最佳实践，并实施适当的身份验证和授权机制。
Kubelet:
Kubelet 在每个工作节点上运行，负责管理 Pod 中的容器。保护 kubelet 包括配置强大的身份验证和授权来处理 kubelet API 请求，并定期更新以解决任何安全漏洞。
Kube-proxy:
Kube-proxy 实现了集群中 Pod 和服务之间的网络通信。保护 kube-proxy 包括强制执行网络策略、限制对 kube-proxy API 的访问，并监控异常的网络流量。
容器运行时:
容器运行时，如 Docker 或 containerd，在工作节点上执行和管理容器。保护容器运行时包括定期更新以应用最新的安全补丁，启用安全的容器镜像验证，并通过适当的运行时配置强制执行容器隔离。通过在 Kubernetes 堆栈的每个层面解决安全问题，组织可以显著提升其 Kubernetes 部署的整体安全性。
Kubernetes 1.27: 最新的安全更新
保持对最新安全更新的了解对于维护安全的 Kubernetes 环境至关重要。以下是 v1.27 的主要更新及其影响：
- Kubelet 默认启用 seccomp
在此版本中，Kubernetes 引入了一个新功能，为节点上的每个工作负载启用默认的 seccomp 配置文件。此更新简化了缓解容器入侵攻击的流程，并通过在集群中简化应用 seccomp 过滤器的应用来增强整体安全性。
- 用户命名空间
Kubernetes 1.27 提供了对用户命名空间的改进支持，这是 Linux 中的一个重要功能，允许进程以 root 用户身份运行而不影响底层主机。这个 Alpha 版本为增强特权管理和以 root 用户身份运行应用程序的改进安全性铺平了道路。
- 通过 kubectl 访问节点日志
这个新的 Alpha 特性使集群操作员能够通过 Kubernetes API 轻松访问集群节点上的系统日志。此更新通过减少手动 SSH 连接的需求，同时在 Linux 和 Windows 系统上提供更容易的日志管理，增强了集群的安全性。
- 自助式用户属性
Kubernetes 1.27 引入了一个 API 端点，允许用户清晰地在集群中查看其身份。通过简化故障排除访问问题和确定基于角色的访问控制（RBAC）规则，用户能够更有效地识别自己并更轻松地导航集群。
- Kubernetes CVE Feed
使用 Kubernetes 1.27 中更新的 CVE Feed 更容易跟踪漏洞。该 feed 完全符合 JSON 规范，并可以与各种解析和管理漏洞信息的工具无缝集成。
Kubernetes 常见的安全威胁
了解 Kubernetes 常见的安全威胁对于有效缓解它们至关重要。以下是一些重要的威胁及其后果：
- 容器越权
黑客可以从容器内部访问主机操作系统，导致未经授权的访问、特权升级或对主机环境的进一步损害。
- Pod 到 Pod 的网络攻击
不安全的网络策略或配置不当的网络控制可能允许攻击者在 Pod 之间横向移动，可能危及敏感数据或执行未经授权的操作。
- 不安全的镜像和漏洞
使用过时或有漏洞的容器镜像可能会使应用程序暴露于已知攻击的风险。攻击者可以利用这些漏洞未经授权地访问或在 Kubernetes 集群中执行恶意代码。
为缓解这些威胁，应实施以下措施：
- 通过实施 RBAC（基于角色的访问控制）限制权限，防止未经授权的访问。
- 通过应用仅允许必要连接的策略来控制 Pod 之间的通信。
- 定期更新容器镜像以修复已知漏洞。
- 使用扫描工具识别和纠正容器镜像中的漏洞。
- 通过使用 seccomp 配置文件和 AppArmor 强制执行安全策略并限制容器功能。
- 通过实施网络分段和加密通信（TLS）来保护数据在传输中的完整性和机密性。
在 Kubernetes 中保护容器化工作负载：来自 2023 年 Kubernetes 安全状况的见解
正如红帽公司发布的《2023 年 Kubernetes 安全状况》报告所述，该报告揭示了 Kubernetes 中容器工作负载安全性的不断发展的安全格局。基于对 600 名专业人士的调查，该报告确定了常见的安全挑战、最佳实践及其对业务的影响。以下是该报告的主要观点：
- 投资差距
尽管 Kubernetes 的采用率不断增长，但有 38% 的受访者认为容器化运营的安全投资需要改进。组织必须优先考虑云原生安全解决方案，并在其 CI/CD 流水线和基础架构中整合安全工具，以有效弥合这一差距。
- 安全顾虑
安全顾虑可能阻碍云原生采用，有 67% 的受访者由于安全顾虑而延迟了应用程序部署。安全事件可能对业务产生严重影响，包括员工裁员、罚款、营收损失、不满意的客户以及声誉受损。
- 软件供应链安全
软件供应链安全是一个紧迫的问题，受到易受攻击的应用程序组件和不足的访问控制的困扰。超过一半的受访者经历了与容器镜像相关的漏洞和 CI/CD 流水线中的弱点问题。组织应在云原生战略的早期阶段优先考虑安全性，以减轻这些风险。
通过投资于内建安全性的云原生工具、采用全面的 DevSecOps 方法，并关注软件组件安全性和自动化，企业可以保护其资产、满足监管要求、保持客户信任并降低解决安全问题的成本。
最后的思考
增强 Kubernetes 安全性对于管理容器化应用程序至关重要。要加强您的安全姿态，了解常见风险，遵循最佳实践，并保持对最新更新的关注。同时，最好保持警惕，了解最新的威胁并能够灵活应对。通过采用积极和全面的 Kubernetes 安全性方法，有效地保护您的应用程序、数据和基础设施。
请记住，安全性是一项持续的努力，因此要优先考虑并发展您的安全措施，以避免潜在的漏洞。
