10.Docker安全和https

Docker安全

• 容器的安全性问题的根源在于容器和宿主机共享内核。
• 如果容器里的应用导致Linux内核崩溃，那么整个系统可能都会崩溃。
• 与虚拟机是不同的，虚拟机并没有与主机共享内核，虚拟机崩溃一般不会导致宿主机崩溃。

Docker存在的安全问题

1. Docker自身的漏洞
   • 作为一款应用 Docker 本身实现上会有代码缺陷
   • 黑客常用的攻击手段主要有代码执行、权限提升、信息泄露、权限绕过等。目前 Docker 版本更迭非常快，Docker 用户可将 Docker 升级为最新版本。
2. Docker镜像问题
   • Docker 提供了 Docker hub，可以让用户上传创建的镜像，以便其他用户下载，快速搭建环境。但同时也带来了一些安全问题
   • 黑客上传恶意镜像：黑客在制作的镜像中植入木马、后门等恶意软件
   • 镜像使用有漏洞的软件：DockerHub上能下载的镜像里面，75%的镜像都安装了有漏洞的软件
   • 中间人攻击篡改镜像：镜像在传输过程中可能被篡改

Docker架构缺陷与安全机制

1. 容器之间的局域网攻击
   • 主机上的容器之间可以构成局域网，因此针对局域网的ARP欺骗、端口扫描、广播风暴等攻击方式便可以用上。所以，在一个主机上部署多个容器需要合理的配置网络安全，比如设置 iptables 规则。
2. DDoS 攻击耗尽资源
   • Cgroups 安全机制就是要防止此类攻击的，不要为单一的容器分配过多的资源即可避免此类问题
3. 有漏洞的系统调用
   • Docker 与虚拟机的一个重要的区别就是 Docker 与宿主机共用一个操作系统内核。
   • 一旦宿主内核存在可以越权或者提权漏洞，尽管Docker使用普通用户执行，在容器被入侵时，攻击者还可以利用内核漏洞跳到宿主机做更多的事情
4. 共享root用户权限
   • 如果以 root 用户权限运行容器（docker run --privileged），容器内的 root 用户也就拥有了宿主机的root权限

Docker 安全基线标准

1. 内核级别
   1. 及时更新内核。
   2. User NameSpace（容器内的 root 权限在容器之外处于非高权限状态）。
   3. Cgroups（对资源的配额和度量），设置CPU、内存、磁盘 IO等资源限制。
   4. 通过启用 SELinux（控制文件访问权限）适当的强化系统来增加额外的安全性。
   5. Capability（权限划分），比如划分指定的CPU给容器。
   6. Seccomp（限定系统调用），限制不必要的系统调用。
   7. 禁止将容器的命名空间与宿主机进程命名空间共享，比如 host 网络模式。
2. 主机级别
   1. 为容器创建独立分区，比如创建在分布式文件系统上。
   2. 仅运行必要的服务，注意尽量避免在容器中运行 ssh 服务 。
   3. 禁止将宿主机上敏感目录映射到容器，-v创建数据卷时需要注意。
   4. 对 Docker 守护进程、相关文件和目录进行审计，防止有病毒或木马文件生成。
   5. 设置适当的默认文件描述符数。
   6. 用户权限为 root 的 Docker 相关文件的访问权限应该为 644 或者更低权限。
   7. 周期性检查每个主机的容器清单，并清理不必要的容器。
3. 网络级别
   1. 通过 iptables 设定规则实现禁止或允许容器之间网络流量。
   2. 允许 Docker 修改 iptables。
   3. 禁止将 Docker 绑定到其他已使用的 IP/Port 或者 Unix Socket。
   4. 禁止在容器上映射特权端口。
   5. 容器上只开放所需要的端口。
   6. 禁止在容器上使用 host 网络模式。
   7. 若宿主机有多个网卡，将容器进入流量绑定到特定的主机网卡上。
4. 镜像级别
   1. 创建本地私有镜像仓库服务器。
   2. 镜像中软件都为最新版本，建议根据实际情况使用对应版本，业务稳定优先。
   3. 使用可信镜像文件，并通过安全通道下载。
   4. 重新构建镜像而非对容器和镜像打补丁，销毁异常容器重新构建。
   5. 合理管理镜像标签，及时移除不再使用的镜像。
   6. 使用镜像扫描。
   7. 使用镜像签名。
5. 容器级别
   1. 容器最小化，操作系统镜像最小集。
   2. 容器以单一主进程的方式运行。
   3. 禁止 --privileged 标记使用特权容器。
   4. 禁止在容器上运行 ssh 服务，尽量使用 docker exec 进入容器。
   5. 以只读的方式挂载容器的根目录系统，-v 宿主机目录:容器目录:ro。
   6. 明确定义属于容器的数据盘符。
   7. 通过设置 on-failure 限制容器尝试重启的次数，容器反复重启容易丢失数据，–restart=on-failure:3。
   8. 限制在容器中可用的进程数，docker run -m 限制内存的使用，以防止 fork 炸弹。 （fork炸弹，迅速增长子进程，耗尽系统进程数量）
6. 其他设置
   1. 定期对宿主机系统及容器进行安全审计。
   2. 使用最少资源和最低权限运行容器，此为 Docker 容器安全的核心思想。
   3. 避免在同一宿主机上部署大量容器，维持在一个能够管理的数量。
   4. 监控 Docker 容器的使用，性能以及其他各项指标，比如 zabbix。
   5. 增加实时威胁检测和事件报警响应功能，比如 zabbix。
   6. 使用中心和远程日志收集服务，比如 ELK 。

Docker安全总结

• Docker容器安全注意点：
• 尽量别做的事：
  • 尽量不用 --privileged 运行容器（会授权容器root用户拥有宿主机的root权限）
  • 尽量不在容器中运行ssh服务
  • 尽量不用 --network host运行容器（会使用host网络模式共享宿主机的网络命名空间）
• 尽量要做的事：
  • 尽量使用最小化的镜像
  • 尽量以单一进程运行容器
  • 尽量以最低权限运行容器
  • 尽量下载使用官方的镜像或者自己构建镜像从私有仓库下载
  • 尽量使用只读的方式挂载数据卷 -v 宿主机目录:容器目录:ro
  • 尽量设置容器重启次数 --restart on-failure:N
  • 尽量使用最新版本的应用做镜像主进程
  • 尽量使用最新版本的docker
  • 尽量以资源限制的方式运行容器

HTTPS

HTTPS访问过程

• https请求访问过程：
  1. 服务端会事先通过CA签发证书和私钥
  2. 客户端发送https请求到服务端的443端口
  3. 服务端发送包含公钥、证书有效期及CA机构等信息的证书给客户端
  4. 客户端会先通过CA验证证书的有效性
  5. 若证书有效，客户端会在本地随机生成会话密钥，并通过服务端发来的公钥加密后返回给服务端
  6. 服务端用私钥解密获取会话密钥，之后双方即可使用会话密钥加密/解密来实现密文通信

生成证书方式

• 如何生成证书（获取证书）：
  • 在阿里云、腾讯云、华为云等云服务商申请一年期的免费证书
  • 在服务器本地使用openssl、cfssl、mkcert、Let‘s Encrypt生成SSL

openssL生成证书过程

###关闭防火墙

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

##安装opebssl

yum -y install openssl

###创建CA证书的私钥

openssl genrsa -out ca.key 4096

##基于CA私钥创建CA证书的自签名请求

openssl req -new -key ca.key -out ca.csr

##基于自签名请求创建CA证书

openssl x509 -req -in ca.csr -signkey ca.key -out ca.pem

###创建  server  的CA证书私钥

openssl genrsa -out server.key 4096

##创建自签名请求

openssl req -new -key server.key -out server.csr

##创建CA证书，使用CA签发证书文件

openssl x509 -req -days 3650 -in server.csr -signkey ca.key -out server.pem