Kubernetes集群的安全性测试

作者：Gilad David Mayaan

容器化和微服务已经占据了中心位置，Kubernetes 作为最常用的编排平台引领着这一潮流。尽管 Kubernetes 功能强大、用途广泛，但其复杂性也带来了重大的安全挑战，企业必须应对这些挑战以保护其部署。

本文探讨了Kubernetes集群安全性测试的重要方面，强调了在当前情景下其重要性。我们探讨了不同的安全性测试方法，包括静态分析安全性测试（SAST）、动态应用程序安全性测试（DAST）、容器镜像扫描、Kubernetes配置审计和网络策略测试。

理解安全性测试

安全性测试是软件开发生命周期中的重要步骤，旨在发现和解决应用程序或系统内潜在的漏洞、威胁和风险。它采用各种技术和方法来评估应用程序的安全状况，确保其符合数据保护、隐私、合规性和用户安全的行业标准和最佳实践。

Kubernetes安全测试的重要性

容器化的广泛采用

最近的CNCF调查显示，92%的受访者在生产中使用容器，其中83%的人使用Kubernetes作为他们的编排平台。随着容器和Kubernetes的使用增加，它们在这些平台上运行的应用程序中存在的任何弱点都会增加受到恶意行为者利用的风险。

Kubernetes环境的复杂性

Kubernetes提供了强大的功能，如自动扩展、滚动更新、自愈能力等。然而，这也增加了在保护您的环境时的复杂性。

涉及许多组件，包括节点（工作机器）、Pod（容器组）、服务（公开暴露Pod的方法）、ConfigMaps（配置数据存储）和secrets（存储敏感信息，如密码），以及自动化的集群自动缩放——所有这些都具有潜在的攻击面，必须通过适当的配置和管理实践进行保护。

配置错误

在Kubernetes集群中，配置错误可能导致重大的安全风险。例如：

• 一个未安全配置的API服务器可能允许未经授权的访问或对您的集群资源进行控制。
• 错误配置的网络策略可能会将内部服务公开或允许在同一集群中的不同命名空间之间进行横向移动。
• 管理不当的密钥可能导致敏感信息泄漏，例如API密钥或凭证。

安全测试有助于在这些潜在问题变成环境中可利用的漏洞之前检测和解决这些问题。

遵守行业标准和法规

受监管部门的组织必须遵守许多安全法规和准则，如GDPR、HIPAA和PCI DSS等。对Kubernetes集群进行安全测试可以确保您的基础设施满足这些要求，通过识别不符合规定的配置或实践。这不仅有助于您避免处罚，还表明您致力于为客户和合作伙伴维护一个安全的环境。

克服Kubernetes的复杂性

实施Kubernetes集群的安全测试

以下部分介绍了如何将安全测试工具与您的Kubernetes集群和CI/CD流程集成，以实现对Kubernetes集群和组件的强大安全测试。

静态分析安全测试（SAST）

静态分析安全测试（SAST），也称为白盒测试或源代码分析，检查应用程序的源代码或编译后的二进制文件，而不执行它。SAST工具搜索代码库以查找常见的漏洞，如SQL注入、跨站点脚本（XSS）、缓冲区溢出和不安全的加密实践。

要在您的Kubernetes环境中使用SAST：

1. 选择一个与您的应用程序中使用的编程语言兼容的SAST工具。

2. 将所选工具集成到您的CI/CD流程中，确保每个新构建在部署之前都经过静态分析。

3. 检查测试运行结果，并及时解决识别出的任何问题，以减小风险暴露。

动态应用程序安全测试（DAST）

动态应用程序安全测试（DAST），也称为黑盒测试或运行时分析，通过模拟实际攻击主动探测运行中的应用程序，以检测漏洞。DAST工具主要关注基于Web的应用程序，但也可以扩展到覆盖Kubernetes集群内的容器化服务暴露的API。

要将DAST纳入您的Kubernetes环境中：

1. 选择一个支持您应用程序的技术栈和部署架构的DAST工具。

2. 配置所选工具，以扫描在您的Kubernetes集群中部署的应用程序，包括任何暴露的API或Web界面。

3. 将DAST工具集成到您的CI/CD流程中，以在每次新构建部署到演示环境后自动运行。

容器镜像扫描

容器镜像扫描分析容器镜像中基本操作系统层、软件包和依赖项的已知漏洞。在将容器部署到生产环境之前识别这些问题可以减少潜在的攻击面，并确保符合安全最佳实践。

要在您的Kubernetes环境中纳入容器镜像扫描：

1. 选择一个适用于您的组织使用的格式（例如Docker镜像）的合适的容器镜像扫描器。

2. 将扫描器集成到您的CI/CD流程中，确保每个新的容器构建在推送到注册表之前都经过漏洞分析。

3. 定期更新用于构建容器的基础镜像，以包括新发现的漏洞的补丁。

Kubernetes配置审计

审计Kubernetes配置有助于检测可能使集群面临风险的错误配置或偏离已建立的安全策略。像kube-bench这样的工具可以根据CIS基准准则检查配置，通过提供基于行业最佳实践的可操作建议，可以自动化这个过程。

要在您的Kubernetes环境中纳入配置审计：

1. 确定与您的组织安全需求最相关的基准或标准。

2. 选择一个支持您选择的基准并可以审计您环境中的Kubernetes配置的工具。

3. 将审计工具集成到您的CI/CD流程中，或定期在现有集群上运行，以确保符合已建立的政策。

Kubernetes网络策略测试

Kubernetes网络策略允许您控制集群内各个Pod之间的流量流向，执行微细分并减少潜在的攻击面。为验证这些策略的有效性，您应该针对各种模拟现实世界攻击或未经授权的访问尝试的情况对其进行测试。

要在您的Kubernetes环境中纳入网络策略测试：

1. 制定代表不同威胁场景的测试用例，基于您的应用程序架构和风险概况。

2. 使用诸如Cilium CLI或CalicoCTL之类的工具，根据定义的规则集在Pod之间发送数据包来模拟这些场景。

3. 检查测试用例的结果，并根据需要调整网络策略以解决任何已识别的漏洞或漏洞。

总结

在本文中，我们介绍了Kubernetes安全测试的重要性，并展示了可以纳入您的Kubernetes安全测试策略的各种方法。确保Kubernetes集群的安全性是一个持续的过程，将这些方法纳入您的CI/CD流程将帮助您构建一个弹性、安全的基础架构。

请记住，目标不仅仅是勾选合规框，而是树立一种安全文化，优先考虑保护客户数据并维护组织服务的完整性。

本文翻译自cloudnativenow.com