最全K8S加固指南：12个最佳实践，防止K8S配置错误

在容器环境中，K8S管理着拥有数个、数百个甚至数千个节点的容器集群，其配置的重要性不可忽略。K8S的配置选项很复杂，一些安全功能并非默认开启，这加大了安全管理难度。如何有效地使用包括Pod安全策略、网络策略、API服务器、Kubelet及其他K8S组件和功能策略建立安全的K8S环境？整理了以下12个最佳实践，对K8S进行全面加固。

1.将K8S更新到最新稳定版本

K8S新版本通常会引入一系列不同的安全功能，提供关键的安全补丁等，将K8S部署更新到最新稳定版本，使用到达stable状态的API，能够补救一些已知的安全风险，帮助解决影响较大的K8S安全缺陷问题，大大减少攻击面。

2.利用Pod策略防止风险容器/Pod被使用

PodSecurityPolicy是K8S中可用的集群级资源，通过启用PodSecurityPolicy准入控制器来使用此功能。用户至少要授权一个策略，否则将不允许在集群中创建Pod。Pod安全策略解决了以下几个关键安全用例：

● 防止容器以特权模式运行，因为这种类型的容器将会拥有底层主机可用的大部分能力。

● 避免容器与宿主机共享非必要的命名空间，如PID、IPC、NET等，确保Docker容器和底层主机之间的适当隔离。

● 限制Volume的类型。例如，通过可写HostPath目录卷，操作者可写入文件系统，让容器得以在pathprefix之外随意移动，因此，必须使用readonly:true。

● 限制主机文件系统的使用。

● 通过

ReadOnlyRootFilesystem将根文件系统设置为只读。

● 基于

defaultAllowPrivilegeEscalation和

allowPrivilegeEscalation选项，防止Pod及Pod中的进程获得高权限。

● 在遵循最小权限原则的前提下，将Linux功能限制为最低权限。

此外，一些Pod属性也可以通过SecurityContext来控制。

3.利用K8S命名空间正确隔离K8S资源

通过命名空间可以创建逻辑分区、强制分离资源以及限制用户权限范围。在一个命名空间内的资源名称必须是唯一的，且不能相互嵌套，每个K8S资源只能位于一个命名空间中。在创建命名空间时，要避免使用前缀kube-，因为kube-用于K8S系统的命名空间。

4.利用网络策略限制容器和Pod通信

网络策略功能规定了Pod群组之间相互通信以及Pod群组与其他网络端点间进行通信的方式，可以理解为K8S的防火墙。虽然Kubernetes支持对NetworkPolicy资源的操作，但如果没有实现该资源的插件，仅创建该资源是没有效果的，可以通过使用支持网络策略的网络插件，比如Calico、Cilium、Kube-router、Romana和Weave Net等。

如果有一个适用于Pod的网络策略被允许，那么与Pod的连接就会被允许。要明确可以允许哪些Pod访问互联网，如果在每个命名空间内使用了default-deny-all命令，那所有的Pod都不能相互连接或接收来自互联网的流量。对于大多数应用程序来说，可以通过设置指定标签的方式，创建针对这些标签的网络策略来允许一些Pod接收来自外部的流量。

5.利用ImagePolicyWebhook策略管理镜像来源

可以通过准入控制器ImagePolicyWebhook来防止使用未经验证的镜像，从而拒绝使用未经验证的镜像来创建Pod，这些镜像包括近期未扫描过的镜像、未列入白名单的基础镜像、来自不安全的镜像仓库的镜像。

6.安全配置K8S API服务器

Kubernetes API 服务器处理来自集群内运行的用户或应用程序的 REST API 调用，以启用集群管理。在主节点运行ps -ef | grep kube-apiserver命令，并检查输出中的以下信息：

7.安全配置Kube-scheduler

Kube-scheduler作为K8S的默认编排器，负责监视未分配节点的新创建的Pod，从而将该Pod调度到合适的Node上运行。在主节点上运行ps -ef | grep kube-scheduler命令，并检查输出中的以下信息：

● --profiling设置为false，以大大减少攻击面。当遇到系统性能瓶颈的时候，profiling可以通过识别定位瓶颈来发挥作用，对性能调优有显著帮助。

● --address设置为127.0.0.1，防止将编排器绑定到一个非回环的不安全地址。

8.安全配置Kube-controller-manager

在主节点上运行ps-ef | grep kube-controller-manager命令，并检查输出中的以下信息：

● --terminated-pod-gc-threshold设置为一个适合的值，以确保拥有足够可用的资源，并不会导致性能降低。

● --profilingargument 设置为false。

● --use-service-account-credentials设置为true。这种设置可以配合RBAC使用，确保控制环路以最小权限原则运行。

● --service-account-private-key-file设置为单独的公钥/私钥对，用于签署服务账户令牌。

● --root-ca-file设置为一个适合的值，在包含API服务器的服务证书的根证书中进行设置，这样Pod会先验证API服务器的服务证书，然后再建立连接。

●--RotateKubeletServerCertificate设置为true，并且只适用于Kubelets从API服务器获得其证书的情况下。

● --address argument设置为

127.0.0.1，确保控制管理器服务不会与非回环的不安全地址绑定。

9.安全配置Etcd

Etcd是一种分布式键值存储，实现跨集群存储数据。K8S集群都使用Etcd作为主要的数据存储方式，来处理K8S集群状态的存储和复制数据，使系统人员可以根据需要从Etcd读取并写入数据。安全地配置Etcd与其服务器的通信是最关键的。在Etcd服务器节点上运行ps -ef | grep etcd命令，并检查输出中的以下信息：

● --cert-file和 --key-file根据需要设置，以确保客户端连接只通过TLS（传输中加密）提供服务。

● --client-cert-auth 设置为true，确保所有用户的访问都会包括一个有效的客户端证书。

● --auto-tls不要设置为true，这会禁止客户在TLS中使用自签名的证书。

● 如果使用的是Etcd集群（而非单一的Etcd服务器），要检查一下--peer-cert-file 和--peer-key-file 参数是否设置正确，以确保同级别的Etcd连接在Etcd集群中被加密。此外，检查--peer-client-cert-auth 参数是否设置为true，确保只有经过认证的同级别的Etcd才能访问Etcd集群。最后检查一下--peer-auto-tls 参数是否设置为true。

● 不要为Etcd与Kubernetes使用相同的授权证书，可以通过验证API服务器的--client-ca-file引用的文件与Etcd使用的--trusted-ca-file之间的差别来确保这种区分情况。

10.安全配置Kubelet

Kubelet是运行在每个节点上的主要“节点代理”，错误地配置Kubelet会面临一系列的安全风险，所以，可以使用运行中的Kubelet可执行文件参数或Kubelet配置文件来设置Kubelet配置。找到Kubelet配置文件（通过config 参数可找到Kubelet配置文件的位置），运行ps -ef | grep kubelet | grep config 命令，并检查输出中的以下信息：

● --anonymous-auth 设置为false。常见的错误配置之一是允许Kubelet服务器提供匿名和未经验证的请求。

● --authorization-mod设置为

AlwaysAllow。若使用默认配置值，要确保有--config 指定的Kubelet配置文件，并且该文件将authorization: mode 设置为AlwaysAllow以外的配置。

● --client-ca-file 设置的是客户端证书授权的位置。若使用默认配置值，要确保有一个由--config指定的Kubelet配置文件，并且该文件已经过认证，同时将x509:clientCAFile 设置为客户端证书授权的位置。

● --read-only-port 设置为0，若使用默认配置值，要确保有一个由config指定的文件，如果要设置适合的值，则将readOnlyPort设置为0。

● --protect-kernel-defaults

设置为true。若使用默认配置值，要确保有一个由config指定的文件，并且该文件已将protectKernelDefaults设置为true。

● --hostname-override

使用默认配置值，确保Kubelet和API服务器之间TLS设置没有中断。

● --event-qps设置为0。若使用默认配置值，要确保有一个由config指定的kubelet配置文件，并且eventRecordQPS设置为0。

● --tls-cert-file和--tls-private-key-file参数设置为合适的值。通过--config所指定的Kubeletconfig包含tlsCertFile和tlsPrivateKeyFile，确保Kubelet上的所有连接都是通过TLS进行的。

● 如果Kubelet从API服务器获得证书，将

RotateKubeletServerCertificate和--rotate-certificates设置为true，确保Kubelet只使用强密码。

11.确保主节点的配置文件安全

主节点上的配置文件安全主要涉及到确保API服务器的Pod规范文件权限和所有权、控制管理器Pod规范文件的权限和所有权、编排器Pod规范文件的权限和所有权、Etcd Pod规范文件的权限和所有权、容器网络接口文件的权限和所有权、Etcd数据目录的权限和所有权、admins.conf文件的权限和所有权、scheduler.conf文件的权限和所有权、controller-manager.conf文件权限和所有权、Kubernetes PKI目录&文件权限和所有权、Kubernetes PKI密钥文件权限等安全性。

以API服务器的Pod规范文件权限和所有权为例：

文件权限：在主节点上运行stat-c%a /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml 命令 (指定系统的文件位置)，在输出中检查和确保权限是644或更多权限限制，并保持文件的完整性。

所有权：在主节点上运行stat-c%U:%G /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml命令 (指定系统的文件位置)，在输出中检查和确保所有权权限设置为root:root。

12.确保工作节点的配置文件安全

保护工作节点的配置文件安全包括确保Kubelet服务文件权限、Kubelet.conf文件权限和所有权、Kubelet服务文件所有权、代理Kubeconfig文件的权限和所有权、证书管理中心的文件权限、客户端证书管理中心的文件所有权、Kubelet配置文件的权限和所有权。

以Kubelet服务文件权限为例：在主节点上运行stat-c%a /etc/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf命令 (指定系统的文件位置)，在输出中检查和确保权限是644或更多权限限制，并保持文件的完整性。

总结

K8S提供了创建安全应用的强大功能，但我们需要确保所有的配置设置正确。上文介绍的这些配置、代码示例和详细建议，可帮助您避免最常见的K8S错误配置相关的安全风险。