kubernetesr安全篇之云原生安全概述

云原生 4C 安全模型

云原生 4C 安全模型，是指在四个层面上考虑云原生的安全：

• Cloud（云或基础设施层）
• Cluster（Kubernetes 集群层）
• Container（容器层）
• Code（代码层）

云原生的每一层安全防护都是基于其外层防护之上的。没有Cloud层、Cluster层、Container层的安全防护，Code层的防护将形同虚设。因为，您在代码层所做的任何安全防护，都不能保护其外层（Cloud层、Cluster层、Container层）经受住安全入侵的攻击。

下面我们将逐个介绍每一层安全防护需要考量的点

Cloud 云或基础设施层安全

云安全

通常，Kubernetes 集群都认为其所依赖的基础设施（云、服务器、或者企业的数据中心）是安全和可信的。如果基础本身不安全（或者没有进行合理的安全防护配置），将无法保证构建在其上的组件是安全的。每一个云供应商都给出了相关的安全建议。

如果您的 Kubernetes 集群运行在您自己的硬件上，您需要自行考虑基础设施层面的安全防护。下表给出了部分云供应商提供的安全文档：

IaaS 提供商	链接
Alibaba Cloud	https://www.alibabacloud.com/trust-center
Amazon Web Services	https://aws.amazon.com/security
Google Cloud Platform	https://cloud.google.com/security
Huawei Cloud	https://www.huaweicloud.com/intl/zh-cn/securecenter/overallsafety
IBM Cloud	https://www.ibm.com/cloud/security
Microsoft Azure	https://docs.microsoft.com/en-us/azure/security/azure-security
Oracle Cloud Infrastructure	https://www.oracle.com/security
VMWare VSphere	https://www.vmware.com/security/hardening-guides

基础设施安全

于在 Kubernetes 集群中保护你的基础设施的建议：

Kubernetes 基础架构关注领域	建议
通过网络访问 API 服务（控制平面）	所有对 Kubernetes 控制平面的访问不允许在 Internet 上公开，同时应由网络访问控制列表控制，该列表包含管理集群所需的 IP 地址集。
通过网络访问 Node（节点）	节点应配置为 仅能 从控制平面上通过指定端口来接受（通过网络访问控制列表）连接，以及接受 NodePort 和 LoadBalancer 类型的 Kubernetes 服务连接。如果可能的话，这些节点不应完全暴露在公共互联网上。
Kubernetes 访问云提供商的 API	每个云提供商都需要向 Kubernetes 控制平面和节点授予不同的权限集。为集群提供云提供商访问权限时，最好遵循对需要管理的资源的最小特权原则。Kops 文档提供有关 IAM 策略和角色的信息。
访问 etcd	对 etcd（Kubernetes 的数据存储）的访问应仅限于控制平面。根据配置情况，你应该尝试通过 TLS 来使用 etcd。更多信息可以在 etcd 文档中找到。
etcd 加密	在所有可能的情况下，最好对所有存储进行静态数据加密，并且由于 etcd 拥有整个集群的状态（包括机密信息），因此其磁盘更应该进行静态数据加密。

Cluster 集群层安全

保护 Kubernetes 有两个方面需要注意：

• 保护可配置的集群组件
• 保护在集群中运行的应用程序

集群组件

如果想要保护集群免受意外或恶意的访问，采取良好的信息管理实践，请阅读并遵循有关保护集群的建议

集群中的组件（你的应用）

根据你的应用程序的受攻击面，你可能需要关注安全性的特定面，比如： 如果你正在运行中的一个服务（A 服务）在其他资源链中很重要，并且所运行的另一工作负载（服务 B） 容易受到资源枯竭的攻击，则如果你不限制服务 B 的资源的话，损害服务 A 的风险就会很高。 下表列出了安全性关注的领域和建议，用以保护 Kubernetes 中运行的工作负载：

工作负载安全性关注领域	建议
RBAC 授权(访问 Kubernetes API)	https://kubernetes.io/zh-cn/docs/reference/access-authn-authz/rbac/
认证方式	https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/security/controlling-access/
应用程序 Secret 管理 (并在 etcd 中对其进行静态数据加密)	https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/configuration/secret/ https://kubernetes.io/zh-cn/docs/tasks/administer-cluster/encrypt-data/
确保 Pod 符合定义的 Pod 安全标准	https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/security/pod-security-standards/#policy-instantiation
服务质量（和集群资源管理）	https://kubernetes.io/zh-cn/docs/tasks/configure-pod-container/quality-service-pod/
网络策略	https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/services-networking/network-policies/
Kubernetes Ingress 的 TLS 支持	https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/services-networking/ingress/#tls

容器

容器关注领域	建议
容器漏洞扫描和操作系统依赖安全性	作为镜像构建的一部分，你应该扫描你的容器里的已知漏洞。
镜像签名和执行	对容器镜像进行签名，以维护对容器内容的信任。
禁止特权用户	构建容器时，请查阅文档以了解如何在具有最低操作系统特权级别的容器内部创建用户，以实现容器的目标。
使用带有较强隔离能力的容器运行时	选择提供较强隔离能力的容器运行时类

代码

代码安全性

代码关注领域	建议
仅通过 TLS 访问	如果你的代码需要通过 TCP 通信，请提前与客户端执行 TLS 握手。除少数情况外，请加密传输中的所有内容。更进一步，加密服务之间的网络流量是一个好主意。这可以通过被称为双向 TLS 或 mTLS 的过程来完成，该过程对两个证书持有服务之间的通信执行双向验证。
限制通信端口范围	此建议可能有点不言自明，但是在任何可能的情况下，你都只应公开服务上对于通信或度量收集绝对必要的端口。
第三方依赖性安全	最好定期扫描应用程序的第三方库以了解已知的安全漏洞。每种编程语言都有一个自动执行此检查的工具。
静态代码分析	大多数语言都提供给了一种方法，来分析代码段中是否存在潜在的不安全的编码实践。只要有可能，你都应该使用自动工具执行检查，该工具可以扫描代码库以查找常见的安全错误，一些工具可以在以下连接中找到： https://owasp.org/www-community/Source_Code_Analysis_Tools
动态探测攻击	你可以对服务运行一些自动化工具，来尝试一些众所周知的服务攻击。这些攻击包括 SQL 注入、CSRF 和 XSS。OWASP Zed Attack 代理工具是最受欢迎的动态分析工具之一。