Безопасность Kubernetes для конвейеров DevOps

Безопасность — одно из главных соображений при разработке любого приложения. Стандарты и практики безопасности должны быть интегрированы во все аспекты разработки программного обеспечения, от инфраструктуры и баз данных до обслуживания и управления.

Kubernetes поддерживает множество конфигураций безопасности, которые можно использовать для защиты кластеров и базовых модулей. В этой статье мы увидим, каковы лучшие практики безопасности Kubernetes и как их интегрировать в DevOps.

Облачная безопасность

Давайте начнем с рассмотрения облачной архитектуры безопасности при определении основы безопасности Kubernetes. 4C в облачной безопасности относятся к четырем уровням безопасности:

• Облако
• Кластеры
• Контейнеры
• Код

Каждый уровень построен поверх предыдущего, обеспечивая максимальную безопасность кластера Kubernetes:

• Облако. Этот уровень представляет собой базовую физическую инфраструктуру. Вы можете развернуть свое приложение Kubernetes либо на локальном оборудовании, либо на стороннем облачном провайдере, но вам необходимо следовать соответствующим рекомендациям по безопасности для защиты всей инфраструктуры.
• Кластер. Кластер Kubernetes должен быть безопасно настроен с использованием кластерных сервисов, таких как Kubernetes API, и всех приложений в кластере. Защита приложений еще более важна при работе с микросервисами,поскольку небольшая уязвимость в одной службе может повлиять на весь кластер.
• Контейнеры. Создавайте свои контейнеры,используя минимально возможный образ, обеспечивая строгие права пользователя и удаляя все ненужные библиотеки и функции. Кроме того, все контейнеры необходимо регулярно сканировать на предмет выявления уязвимостей.
• Код. Код приложения может быть самой большой поверхностью для атак из-за производственных ошибок и несоблюдения правил безопасности во время разработки, развертывания и управления. Простые действия, такие как удаление неиспользуемых портов, шифрование передачи данных, регулярное тестирование и сканирование, могут смягчить многие проблемы безопасности в коде приложения.

Лучшие практики безопасности Kubernetes

Давайте рассмотрим некоторые передовые практики и рекомендации по созданию безопасной среды Kubernetes.

Лучшие практики облачной безопасности (инфраструктура)

• Доступ к панели управления. Только выбранный набор пользователей из авторизованного местоположения (IP-адрес из белого списка) должен иметь право взаимодействовать с панелью управления Kubernetes. Весь публичный доступ должен быть отключен.
• Доступ к узлу. Доступ к узлам Kubernetes должен контролироваться путем приема подключений только от сервисов Kubernetes,таких как NodePort или LoadBalancer, ограниченных определенными портами и протоколами. По возможности также следует препятствовать общедоступному доступу к узлам.
• API облачного провайдера. При взаимодействии с API облачного провайдера через Kubernetes назначайте только роли и политики, которые ограничивают привилегии для основных функций, требуемых Kubernetes, таких как подготовка новых узлов.
• Kubernetes и т.д. Доступ к хранилищу данных должен быть ограничен панелью управления Kubernetes и настроен с использованием TLS. Кроме того, хранилище данных должно быть зашифровано для дополнительной безопасности.

Лучшие практики кластерной безопасности

Управление доступом на основе ролей (RBAC). Доступ ко всем сервисам должен быть ограничен авторизованными пользователями и ролями с определенными IP-адресами.
Политики безопасности подов. Обеспечьте соблюдение стандартизованных политик безопасности модулейв кластерной среде.
Политики сетевой безопасности. Применяйте сетевые политики для всех сетевых ресурсов, чтобы гарантировать безопасность данных.
Шифрование данных. По умолчанию зашифровывать все возможные хранилища данных от etcd до томов, на которых хранятся конфиденциальные данные.

Лучшие практики безопасности контейнеров

• Сканирование уязвимостей. Отсканируйте и определите любые проблемы безопасности, связанные с образами контейнеров, и устраните их перед созданием контейнера.
• Подпись изображения. Принудительно подписывать образы, чтобы кластер мог развертывать только подписанные доверенные образы.
• Пользовательский контроль. Все привилегированные пользователи должны быть удалены, и только пользователи с ограниченными привилегиями должны быть включены в контейнер (пользователь против root).
• Управление зависимостями. Любые ненужные функции или зависимости программного обеспечения должны быть удалены из самого базового образа.

Лучшие практики безопасности кода

• Зашифрованное общение. Интегрируйте шифрование для всего сетевого трафика, чтобы минимизировать любые утечки данных.
• Доступ к приложению. Предоставьте ограниченное количество конечных точек и портов приложений и принудительно активируйте аутентификацию, чтобы уменьшить поверхность атаки.
• Управление зависимостями. Как и в случае с базовым образом контейнера, удалите все ненужные сторонние фреймворки и библиотеки, чтобы снизить риск сторонних уязвимостей, влияющих на приложение.
• Методология разработки. Передовые методы безопасности следует интегрировать в SDLC как часть процесса DevSecOps с регулярным сканированием уязвимостей и обзорами кода. Это поможет разработчикам выявлять и устранять любые проблемы с безопасностью до того, как продукт будет выпущен в производство.

Интеграция безопасности Kubernetes в конвейер DevOps

При реализации безопасности Kubernetes любая организация должна столкнуться с двумя основными проблемами:

• Самостоятельная настройка. Kubernetes состоит из нескольких функций, обеспечивающих соблюдение лучших практик безопасности. Важно отметить, что ни один из них не настроен по умолчанию, поэтому администратор кластера должен вручную настроить их в кластере.
• Отсутствие знаний. Для правильной настройки всех функций безопасности, политик и передовых методов требуется глубокое понимание среды Kubernetes и приложения.

Лучшим вариантом решения вышеуказанных проблем будет интеграция передовых методов обеспечения безопасности Kubernetes в конвейер DevOps. Это позволяет разработчикам:

• Получите более широкое представление обо всей архитектуре приложения
• Постепенно внедряйте методы обеспечения безопасности в среду Kubernetes с постепенными изменениями.

Мы можем свести конвейер Kubernetes DevOps к трем отдельным разделам, чтобы лучше реализовать методы обеспечения безопасности.

Давайте посмотрим на каждого.

Безопасность приложений и контейнеров на этапе сборки образа

Существует ряд рекомендаций по обеспечению безопасности приложений, например:

• Шифрование данных
• Права пользователя
• Управление токенами
• Оценка угроз
• Проверки кода

Они должны быть органично интегрированы в процесс разработки, начиная с начальной стадии разработки приложения. Поскольку приложение является основным компонентом контейнера, небезопасное приложение может подвергнуть атакам весь производственный кластер Kubernetes, даже если все остальные аспекты защищены.

При создании образа контейнера используйте обновленный базовый образ без каких-либо уязвимостей безопасности и удалите из него все ненужные компоненты или функции.

Например, предположим, что мы можем использовать базовый образ меньшего размера, такой как alpine Linux, вместо Ubuntu, не влияя на функциональность или производительность приложения. В этом случае мы всегда должны использовать меньшее базовое изображение. Это оба:

• Уменьшает поверхность атаки
• Создает гораздо более легкий контейнер

Затем мы должны тщательно изучить все зависимости приложений, чтобы выявить уязвимости с помощью такого инструмента, как синхронизация, и устранить их.

Еще одна проблема — это порты, открытые через контейнер. Мы должны выставлять только необходимые порты и требовать аутентификации для всех запросов. В конце концов, мы можем создать образ контейнера, готовый к развертыванию в Kubernetes.

Еще одна передовая практика — провести тест на проникновение приложения в промежуточной среде и подписать образ перед его отправкой в ​​производственный кластер.

Безопасность при развертывании инфраструктуры Kubernetes

У вас должны быть глубокие знания Kubernetes, чтобы правильно настроить кластер при развертывании кластера Kubernetes. Как правило, мы должны стараться избегать использования каких-либо конфигураций по умолчанию. Также нам потребуется:

• Область разрешений пользователей в кластере
• Настройте правильное сетевое подключение с помощью балансировщиков входящего трафика и нагрузки для управления сетевым трафиком в кластере.
• Создание сегментации сети для обеспечения максимальной физической безопасности

Кроме того, правильная сеть устраняет необходимость прямого доступа к узлам в Интернете.

Настроив политики модулей, мы можем гарантировать, что будут созданы только те модули, которые соответствуют требуемой политике, и не будет создано никаких мошеннических модулей. Сетевые политики помогают контролировать:

• Поток трафика на поды
• Как модуль может взаимодействовать с другими сетевыми объектами, модулями и т.д.

Еще одно важное соображение — облачная безопасность. Несмотря на то, что мы настраиваем безопасный кластер Kubernetes, наши приложения могут подвергаться атакам, если базовая инфраструктура или облачный провайдер небезопасны. Поэтому администраторы должны защитить базовую инфраструктуру с помощью надлежащих средств управления доступом и механизмов аутентификации перед развертыванием инфраструктуры, чтобы только авторизованные пользователи могли изменять инфраструктуру.

Наконец, администраторам необходимо включить реестры образов, чтобы в кластере можно было развернуть только подписанные образы из авторизованных реестров контейнеров.

Также важно настроить непрерывный мониторинг и сканирование уязвимостей как для контейнеров, так и для кластеров. Он будет действовать как система раннего предупреждения для выявления проблем и их устранения. Безопасный образ контейнера, созданный на этапе сборки, в сочетании с безопасной кластерной средой обеспечивает прочную основу для безопасности Kubernetes.

Управление безопасностью во время выполнения

Этот последний раздел посвящен управлению безопасностью во время выполнения.

Пользователи должны соблюдать меры безопасности даже после развертывания, иначе приложение и кластер со временем станут уязвимыми. Кроме того, вам необходимо отслеживать все уровни безопасности от кода до облачного уровня во время выполнения.

Производственные ошибки приложения, обнаруженные в производственной среде, также могут создавать уязвимости. Итак, должен быть установлен надлежащий процесс для быстрого развертывания исправления ошибки. Кроме того, кластеры могут быстро превратиться в сложные структуры с запущенными в них несколькими приложениями и службами. Таким образом, для обеспечения безопасности этих сложных кластеров вам потребуется:

• Строгие расширенные политики управления сетью
• Многопользовательская поддержка
• Правильно настроенные межсетевые экраны
• Стандарты шифрования

В случае уязвимости затронутые модули должны быть быстро изолированы и удалены, пока создаются новые заменяющие модули с исправленными уязвимостями.

Наконец, вам нужно будет положиться на правильное решение для мониторинга работоспособности и управления журналами, чтобы выявить все эти проблемы. В целом, эти методы безопасности помогают пользователям обеспечить безопасность Kubernetes во время выполнения.

Безопасность Kubernetes не имеет точки остановки

Безопасность Kubernetes — обширная тема. Короче говоря, процесс защиты приложения начинается с момента его создания и продолжается до EOL приложения.

Защита Kubernetes идет рука об руку с защитой приложения, поскольку уязвимости приложения могут повлиять на кластер. Как я уже отмечал здесь, лучший подход — включить методы обеспечения безопасности в процесс DevOps с учетом всех аспектов кластера и приложения Kubernetes для поддержания безопасности.