Kubernetes (auch bekannt als K8s) ist ein Open-Source-System, das ein hohes Maß an Flexibilität und Automatisierung sowie Lastenausgleich bietet. Es handelt sich um eine Plattform, die für die Bereitstellung, Skalierung und Verwaltung containerisierter Anwendungen entwickelt wurde. Es ist eines der sich am schnellsten entwickelnden Open-Source-Systeme, das seinen Benutzern zahlreiche Vorteile bietet. Da Kubernetes seinen Benutzern jedoch so viele Vorteile bietet, birgt es auch einige Risiken und Schwachstellen. Das Kubernetes-Sicherheitsaudit dient dazu, mögliche Schwachstellen in Ihrer Konfiguration, Ihren Netzwerkrichtlinien und Ihrer Einrichtung aufzudecken. Der Zweck dieses Blogs ist es, Ihnen zu helfen, den gesamten K8-Sicherheitsauditprozess und dessen Durchführung zu verstehen.
Was ist ein Kubernetes-Sicherheitsaudit?
Kubernetes-Sicherheit Ein Audit ist ein Prozess, bei dem überprüft wird, wie sicher der K8s-Cluster konfiguriert ist. Es hilft dabei, alle möglichen Bedrohungen und Schwachstellen der Cluster-Einstellungen aufzuzeigen. Es identifiziert alle vorhandenen Fehlkonfigurationen und bewertet die Einhaltung von Branchenstandards und Unternehmensvorschriften.
Mit anderen Worten: Das Audit konzentriert sich auf fast alle Aspekte der Konzeption eines K8s-Systems. Die Clusterkonfiguration umfasst die Bewertung der Konfiguration von Control-Plane-Komponenten, Knoten und Netzwerken. Daher umfasst sie die Konfiguration des API-Servers, des Kubelets und des Kube-Proxys sowie alle angewandten Netzwerk- und DNS-Einstellungen. In Bezug auf die Zugriffskontrolle umfasst das Audit die Endpunkt-Authentifizierung, die Autorisierungsrichtlinie und RBAC.
Die Prüfung der Netzwerkrichtlinien umfasst die Bewertung der Konfiguration der Netzwerkrichtlinien, der Regeln für eingehenden und ausgehenden Datenverkehr sowie der Konfiguration der Regeln für die Kommunikation zwischen Pods. Die Sicherheit der Workloads wird anhand der Bewertung des Sicherheitskontexts für Pods, der Laufzeitoptionen für Container und der Schwachstellen von Images gemessen.
Warum brauchen wir ein Kubernetes-Sicherheitsaudit?
Ein Kubernetes-Sicherheitsaudit ist für jedes Unternehmen eine Notwendigkeit. Es unterstützt Unternehmen in einigen entscheidenden Aspekten.
Risikoidentifizierung und -minderung
Kubernetes-Umgebungen sind äußerst komplex. Sie bestehen aus einer Vielzahl von Komponenten und Konfigurationen. Folglich können diese Konfigurationen zu einer Vielzahl von Schwachstellen führen, die gegen das System ausgenutzt werden können. Ein K8s-Sicherheitsaudit hilft dabei, potenzielle Risiken in der Kubernetes-Umgebung zu identifizieren und einzuschätzen.
Einhaltung von Compliance-Vorgaben
Die meisten Branchen haben strenge Anforderungen an den Schutz und die Sicherheit von Daten. So müssen beispielsweise Organisationen im Gesundheitswesen die HIPAA-Vorschriften einhalten und Organisationen, die Zahlungskartendaten verarbeiten, müssen sich an die PCI DSS-Vorschriften halten. Kubernetes-Sicherheitsaudits tragen dazu bei, dass diese Compliance-Standards eingehalten werden.
Kontinuierliche Verbesserung und Vorbeugung von Vorfällen
Die Wahrscheinlichkeit von Vorfällen und Angriffen sinkt, wenn Sie die Offenlegung von Schwachstellen verhindern können. Unabhängig davon, wie komplex und ausgefeilt Anwendungen auch sein mögen, können Sicherheitsaudits Vorfälle verhindern, indem sie fehlerhafte Implementierungen/Fehlkonfigurationen von Sicherheitspraktiken identifizieren.
Validierung durch Dritte und Vertrauensbildung
In einigen Branchen müssen Unternehmen ihre Sicherheitsmaßnahmen bestätigen. Beispielsweise erfordert die weit verbreitete Einführung von Cloud-nativen Anwendungen die Bestätigung der Sicherheit der Anwendungen Ihrer Kunden in Ihrer Kubernetes-Umgebung.
Kernkonzepte und Architektur der Sicherheit von K8s
Lassen Sie uns die wichtigsten Komponenten und Konzepte von Kubernetes für die Durchführung effektiver Sicherheitsaudits besprechen.
-
Die Steuerungsebene und die Knotenkomponenten
Die Kubernetes-Architektur ist in zwei Hauptteile unterteilt: die Steuerungsebene und die Worker-Knoten. Beide verfügen über spezifische Komponenten, die jeweils eine entscheidende Rolle für den Betrieb und die Sicherheit des Clusters spielen.
Zu den Komponenten der Steuerungsebene gehört kube-Episerver, das im Wesentlichen das Frontend der Kubernetes-Steuerungsebene ist und alle API-Anfragen verwaltet und validiert. Eine weitere Komponente ist etched, ein verteilter Schlüsselwertspeicher für die gesamte Clustermessung.
Der Kube-Scheduler ist für die Planung neu erstellter Pods auf Knoten verantwortlich. Kube-controller-manager führt Controller-Prozesse aus, um sicherzustellen, dass der tatsächliche Zustand des Systems mit dem gewünschten Zustand übereinstimmt. Schließlich ist der Cloud-Controller-Manager für die Integration mit den zugrunde liegenden Cloud-Anbietern verantwortlich.
Auf den Worker-Knoten haben wir Kubelet, einen Agenten, der auf dem Knoten läuft und den Betrieb der Container in einem Pod sicherstellt. Kube-Proxy ist für die Aufrechterhaltung der Netzwerkregeln auf den Knoten verantwortlich und ermöglicht die Kommunikation zwischen den Pods. Schließlich ist die Container-Laufzeitumgebung die Software, die zum Ausführen von Containern wie Docker verwendet wird.
-
Wichtige Kubernetes-Objekte (Pods, Deployments, Services)
Verschiedene Objekte werden verwendet, um den Zustand des Clusters und die damit verbundenen Sicherheitsauswirkungen darzustellen. Pods, die kleinste deploybare Einheit, benötigen geeignete Sicherheitskontexte und Isolation. Die Verwaltung der Bereitstellung und Skalierung der Pods erfordert einen kontrollierten Zugriff auf ihre Varianten und sichere Aktualisierungsstrategien. Dienste, die den Zugriff auf die auf den Pods ausgeführten Anwendungen ermöglichen, müssen über gut konfigurierte Sicherheitsrichtlinien und einen kontrollierten externen Zugriff verfügen.
Namespaces bieten eine Kapselung der Ressourcennutzung, was für die Sicherheit bei Mehrmandantenhaftung von entscheidender Bedeutung ist. Secrets ermöglichen die Speicherung sensibler Informationen im Cluster. Ihre Verwendung muss sorgfältig verwaltet, verschlüsselt und regelmäßig rotiert werden (was mit KMS erreicht werden kann), um die Sicherheit zu gewährleisten.
-
Authentifizierung, Autorisierung und RBAC
Kubernetes bietet Unterstützung für die Zugriffskontrolle auf den Cluster. Die Authentifizierung dient zur Überprüfung der Identität von Benutzern oder Prozessen, die mit dem Cluster interagieren möchten. Dies geschieht mit Hilfe von Client-Zertifikaten, Bearer-Tokens und externen Authentifizierungsanbietern. Die Autorisierung dient dazu, zu bestimmen, welche Aktionen authentifizierte Benutzer innerhalb des Clusters ausführen dürfen.
RBAC ist die gängigste Art der Autorisierungstechnik. Damit kann definiert werden, welche Vorgänge Benutzer oder Dienstkonten auf Clusterressourcen ausführen dürfen. Es ist wichtig, dass sowohl die Authentifizierung als auch die Autorisierung richtig eingerichtet sind, da bei einer falschen Konfiguration der Objekte alle Algorithmen zur Sicherung des Clusters unbrauchbar werden.
Außerdem trägt eine regelmäßige Überprüfung der RBAC-Richtlinien dazu bei, dass keine Benutzer oder Dienstkonten überprivilegiert sind, wodurch das Risiko eines unbefugten Zugriffs oder einer Privilegienerweiterung zwischen Softwareprozessen verringert wird.
-
Netzwerkrichtlinien und Pod-Sicherheit
Netzwerkrichtlinien und Pod-Sicherheitsrichtlinien sind wichtige Arten von Sicherheitsstandards innerhalb von Kubernetes. Netzwerkrichtlinien definieren in einem Kubernetes-Cluster, was den Datenverkehr zu Pods verschiedener Gruppen ausmacht und was erlaubt und was verboten ist. Sie funktionieren im Wesentlichen ähnlich wie eine Firewall und kontrollieren den ein- und ausgehenden Datenverkehr innerhalb des Clusters.
Pod-Sicherheit ist eine Funktion, die dafür sorgt, dass Pods reibungslos und sicher ausgeführt werden. Sie umfasst mehrere APIs, mit denen angepasst werden kann, was auf jedem Pod ausgeführt werden darf. Derzeit ist die Verwendung von Pod Security Admission (PSA) der beste Ansatz.
Vorbereitung auf ein Kubernetes-Sicherheitsaudit
Die Planung und Durchführung eines Kubernetes-Sicherheitsaudits ist ein kritischer Prozess, der sorgfältig vorbereitet und systematisch durchgeführt werden sollte. Ein gut strukturiertes Audit hilft dabei, potenzielle Schwachstellen zu identifizieren, Risiken zu bewerten und die Einhaltung von Sicherheitsbest Practices sicherzustellen. In diesem Abschnitt werden die wichtigsten Schritte zur effektiven Planung und Durchführung eines umfassenden Kubernetes-Sicherheitsaudits beschrieben.
1. Festlegen des Auditumfangs und der Ziele
Zu Beginn des Sicherheitsaudits müssen zunächst der Umfang und die Ziele festgelegt werden. Die Ziele können darin bestehen, Fehlkonfigurationen zu identifizieren, die Einhaltung relevanter Standards und Vorschriften zu überprüfen oder die Effizienz der bereits getroffenen Maßnahmen zu bewerten. Es ist wichtig, die wichtigsten Stakeholder wie die DevOps und Sicherheitsteams sowie das Management einzubeziehen, um sicherzustellen, dass die Ziele mit den Gesamtzielen und dem Risikoniveau der Organisation übereinstimmen. Ein klar definierter Umfang und klar definierte Ziele bilden die Grundlage für den gesamten Auditprozess.
2. Sammeln Sie die erforderlichen Unterlagen und Zugangsdaten
Der nächste Schritt nach der Festlegung des Umfangs und der Ziele des Sicherheitsaudits besteht darin, alle erforderlichen Unterlagen zu sammeln und den entsprechenden Zugang zur Kubernetes-Umgebung sicherzustellen. Die folgenden Dokumente müssen bereitgestellt werden: Clusterkonfiguration, Netzwerkdiagramm, Sicherheitsrichtlinie und alle Compliance-Anforderungen.
Den Auditoren/Testern muss Zugriff auf die K8s-Umgebung gewährt werden, damit sie die Cluster-Einstellungen und RBAC-Richtlinien testen und die Protokolle auf sensible Informationen überprüfen können. Der Zugriff sollte schreibgeschützt sein, um die Produktionsumgebungen nicht zu beeinträchtigen. Die Dokumentation muss auch Informationen über die K8s-Version und ihre benutzerdefinierten Konfigurationen enthalten. Die Dokumente sollten auch Informationen über die zugrunde liegende Infrastruktur enthalten.
3. Auswahl geeigneter Tools und Methoden
Die Auswahl relevanter Tools und Methoden ist für die Durchführung eines Kubernetes-Sicherheitsaudits wichtig. Es gibt viele Open-Source- und kommerzielle Tools, die den Audit-Prozess unterstützen und jeweils spezifische Vorteile und Schwerpunkte haben.
Die Auswahl der Tools und Methoden sollte sich nach dem Umfang und den Zielen des Audits sowie der spezifischen Kubernetes-Konfiguration der Organisation richten. Außerdem ist es oft von Vorteil, eine Kombination aus Tools und Methoden zu verwenden, um einen vollständigen Überblick über die Sicherheitslage des Clusters zu erhalten.
Wie wird das Kubernetes-Sicherheitsaudit durchgeführt?
Die folgenden Schritte sollten befolgt werden, um ein K8-Sicherheitsaudit problemlos durchzuführen.
- Anfängliche Bewertung: Beginnen Sie mit einer umfassenden Betrachtung der Dokumentation, der bestehenden Sicherheitspraktiken und aller bereits aufgedeckten Probleme hinsichtlich der Sicherheit des Clusters.
- Überprüfung der Clusterkonfiguration: In diesem Schritt werden die Einrichtung der Komponenten der Steuerungsebene, die Sicherheitseinstellungen oder -profile der Knotenkonfigurationen, RBAC-Richtlinien, Netzwerkrichtlinien, Pod-Sicherheitsrichtlinien oder verwendete Zulassungscontroller überprüft.
- Automatisiertes Scannen: Zu den Tools, die im Rahmen dieses Schritts ausgeführt werden, gehören kube-bench-Scans zur Überprüfung der CIS-Benchmark-Konformität, Schwachstellenscanner für Container-Images und die verschiedenen Kubernetes-Komponenten sowie Netzwerkrichtlinien-Feldanalysatoren.
- Manuelle Sicherheitsüberprüfungen: Führen Sie gezielte manuelle Überprüfungen kritischer Konfigurationen und benutzerdefinierter Skripte durch.
- Zugriffskontrolle und Bewertung der Netzwerksicherheit: Sehen Sie sich das Audit-Protokoll der Berechtigungen der im Cluster verwendeten Benutzer und Dienstkonten sowie die von diesen Dienstkonten verwendeten Authentifizierungsmethoden an. Überprüfen Sie auf der Netzwerkseite, wie effektiv die verwendeten Netzwerkrichtlinien den nicht zulässigen Datenverkehr blockieren.
- Bewertung der Workload- und Datensicherheit: Überprüfen Sie die zum Ausführen von Containern verwendeten Images, die Pod-Sicherheitskontexte, die geltenden Ressourcenbeschränkungen und den Umgang mit sensiblen Informationen. Stellen Sie sicher, dass Daten sowohl im Ruhezustand als auch während der Übertragung verschlüsselt sind.
- Protokollierung, Überwachung und Compliance-Überprüfung: Sehen Sie sich die Standardkonfiguration für Überwachung, Protokollierung und Warnmeldungen an. Überprüfen Sie Warnmeldungen, Slack-Kanäle und aggregierte Protokolle an einem zentralen Ort. Überprüfen Sie gegebenenfalls die Einhaltung von Branchenstandards, Best Practices oder spezifischen Vorschriften durch den Cluster.
Maßnahmen und Abhilfemaßnahmen nach dem Audit
Nach Abschluss des K8-Sicherheitsaudits müssen wir einige Schritte unternehmen, darunter die Umsetzung der Ergebnisse und die Durchführung notwendiger Verbesserungen. In diesem Abschnitt werden wir alle diese Schritte behandeln:
Dokumentation der Ergebnisse und Priorisierung der Risiken
Nach Durchführung eines Kubernetes-Sicherheitsaudits müssen alle Ergebnisse ordnungsgemäß dokumentiert und die damit verbundenen Risiken priorisiert werden, um die erforderlichen Verbesserungen umzusetzen. Ein detaillierter und klarer Bericht muss alle identifizierten Schwachstellen, Fehlkonfigurationen und potenziellen Bedrohungen abdecken und alle technischen Details und deren Auswirkungen enthalten.
Um Risiken zu bewerten, müssen sie mit einem integrierten Risikobewertungssystem unter Berücksichtigung von Faktoren wie Wahrscheinlichkeit, potenziellen Auswirkungen und möglicher Ausnutzung bewertet werden. Um die Schwere jedes Risikos und den erforderlichen Aufwand und die erforderlichen Ressourcen abzuwägen, sollten die Ergebnisse gruppiert und eine Priorisierungsmatrix erstellt werden. Als Ergebnis dieses Schritts können die Ergebnisse in eine Liste umsetzbarer Verbesserungen umgewandelt werden.
Schritte zur Behebung identifizierter Schwachstellen
Sobald die Risiken dokumentiert und priorisiert sind, entwickeln Sie einen detaillierten Plan zur Behebung der Schwachstellen, in dem die konkreten Schritte zur Beseitigung jeder einzelnen Schwachstelle dargelegt sind. Beginnen Sie mit Maßnahmen, die eine große Wirkung bei geringem Aufwand erzielen, um sofortige Fortschritte zu demonstrieren, und gehen Sie dann systematisch die Schwachstellen an, beginnend mit den Problemen mit der höchsten Priorität. Dies kann das Patchen und Aktualisieren von Komponenten, die Verfeinerung von RBAC-Richtlinien, die Implementierung von Netzwerkrichtlinien, die Verbesserung der Geheimnisverwaltung und die Stärkung von Authentifizierungsmechanismen umfassen.
Testen Sie jede Abhilfemaßnahme gründlich in einer Staging-Umgebung, bevor Sie sie in der Produktion anwenden, und führen Sie gezielte Scans durch, um zu überprüfen, ob die Schwachstellen erfolgreich behoben wurden.
Bedeutung der kontinuierlichen Überwachung und Verbesserung
Es sollte immer bedacht werden, dass die Sicherheit von Kubernetes ein fortlaufender Prozess ist. Es sollten leistungsstarke Überwachungslösungen implementiert werden, um Sicherheitsanomalien in Echtzeit zu erkennen und bei Abweichungen in gängigen Anwendungsfällen Alarm zu schlagen. Es sollten regelmäßige Sicherheitsbewertungen sowie Sicherheitsscans von Anwendungen und der CI/CD-Pipeline geplant werden. Behalten Sie aktuelle Kubernetes-Schwachstellen und neu auftretende Bedrohungen stets im Auge und aktualisieren Sie Ihren Plan zur Reaktion auf Vorfälle von Zeit zu Zeit.
Stellen Sie sicher, dass Sie innerhalb Ihres Teams eine Feedbackschleife einrichten, um Wissen über Kubernetes-Sicherheitsrisiken zu sammeln und zu nutzen, und widmen Sie dem Lernen und der Schulung ausreichend Aufmerksamkeit.
Best Practices für Kubernetes-Sicherheitsaudits
Einige der Best Practices, die für ein effizientes Audit befolgt werden sollten, sind folgende:
1. Verwenden Sie Namespaces, um Ressourcen zu isolieren und Grenzen durchzusetzen
Namespaces ermöglichen eine logische Trennung der Ressourcen innerhalb eines Kubernetes-Clusters. Richtig konfigurierte Namespaces können die Workloads isolieren, den Blast-Radius potenzieller Angriffe durch einen Angreifer begrenzen und die Zugriffskontrolle vereinfachen. Überprüfen Sie regelmäßig die Namespace-Konfigurationen und die Zuweisung wichtiger Ressourcen, um eine ordnungsgemäße Isolierung sicherzustellen.
2. Verschlüsseln Sie etcd-Daten im Ruhezustand und während der Übertragung
etcd ist ein konsistenter und hochverfügbarer Schlüsselwertspeicher, der als Backing-Store von Kubernetes für alle Cluster-Daten verwendet wird. Da etcd wichtige Clusterdaten wie Geheimnisse und Zugriffstoken speichert, ist es ein äußerst attraktives Ziel für Angreifer. Implementieren Sie Verschlüsselung für etcd im Ruhezustand, um die Daten vor unbefugtem Zugriff zu schützen. Stellen Sie sicher, dass die gesamte Kommunikation mit etcd während der Übertragung mit TLS verschlüsselt wird, um Abhör- oder Man-in-the-Middle-Angriffe zu verhindern.
3. Implementieren Sie Netzwerkrichtlinien für die Pod-zu-Pod-Kommunikation
Verwenden Sie Netzwerkrichtlinien, die als Firewall für die Pod-zu-Pod-Kommunikation innerhalb des Clusters dienen. Überprüfen und aktualisieren Sie die Netzwerkrichtlinien regelmäßig, um sicherzustellen, dass nur der notwendige Datenverkehr zwischen Pods nach dem Prinzip der geringsten Privilegien zugelassen wird. Dies begrenzt das Potenzial für Sicherheitsverletzungen und laterale Bewegungen nach einem Angriff.
4. Verwenden Sie Zulassungscontroller, um Sicherheitsrichtlinien durchzusetzen
Zulassungscontroller fangen eine Anfrage an einen Kubernetes-API-Server ab, bevor ein Objekt dauerhaft gespeichert wird. Implementieren Sie benutzerdefinierte Zulassungscontroller gemäß den Best Practices und überprüfen Sie regelmäßig deren Konfiguration, um die Sicherheitsrichtlinien durchzusetzen, indem Sie beispielsweise die Erstellung privilegierter Container ablehnen oder nur Images aus den zugelassenen Registern akzeptieren.
5. Implementieren Sie Laufzeitsicherheit mit Tools wie Falco oder Seccomp
Überprüfen Sie die Konfiguration und Zuweisung von Ressourcen für Laufzeitsicherheitstools für Container. Diese Tools erkennen potenzielle Sicherheitsverletzungen während der Container-Laufzeit mithilfe von Systemaufrufen oder durch Analyse des Container-Verhaltens.
SentinelOne in Aktion sehen
Entdecken Sie in einer persönlichen Demo mit einem SentinelOne-Produktexperten, wie KI-gestützte Cloud-Sicherheit Ihr Unternehmen schützen kann.
Demo anfordernFazit
In diesem Blogbeitrag haben wir die Bedeutung von Kubernetes-Sicherheitsaudits für die Aufrechterhaltung sicherer containerisierter Umgebungen erläutert. Mit Hilfe von Audits werden Schwachstellen in der Kubernetes-Architektur ermittelt und behoben, die im Kontrollpanel, im RBAC, in Workloads und in Netzwerkrichtlinien auftreten können. Es sollten Best Practices befolgt werden, um größere Risiken während der Bereitstellung zu vermeiden, und es muss sich um einen kontinuierlichen Prozess handeln, nicht um eine einmalige Angelegenheit.
Mit der zunehmenden Verwendung von Kubernetes in modernen Infrastrukturen wird die Durchführung fundierter und zeitnaher Audits immer wichtiger. Auf der Grundlage des vorliegenden Leitfadens werden Unternehmen in der Lage sein, die Risiken erheblich zu minimieren und die Anwendungen und Daten in Containern zu schützen.
"FAQs
Auditing in Kubernetes bezeichnet den Prozess der Erfassung und Analyse von API-Anfragen an den Cluster. Das Auditing bietet einen umfassenden Überblick über alle Aktivitäten im Cluster, darunter wer welche Anfragen gestellt hat, wann diese gestellt wurden und um welche Anfragen es sich handelte. Diese Protokolle werden in der Regel für die Sicherheitsüberwachung, die Überprüfung der Compliance und zu Debugging-Zwecken verwendet.
Um die Sicherheit Ihres K8s-Clusters zu überwachen, sollten Sie die Audit-Protokollierung aktivieren und konfigurieren, eine Echtzeitüberwachung einrichten, die Überwachung der Netzwerkrichtlinien durchsetzen, regelmäßige Schwachstellenscans durchführen und Warnmeldungen für verdächtige Aktivitäten einrichten. Für eine umfassendere Überwachung der Sicherheit Ihres Clusters sollten Sie die Verwendung spezieller Kubernetes-Sicherheitsplattformen in Betracht ziehen.
Um die Kubernetes-Auditierung zu aktivieren, müssen Sie den API-Server mit einer Audit-Richtliniendatei konfigurieren und den Audit-Protokollpfad mit dem Parameter –audit-log-path angeben. Sie können auch die Protokollrotation einrichten, indem Sie die Parameter –audit-log-manage, –audit-log-max size und –audit-log-maxbackup definieren. Alternativ können Sie das Webhook-Backend für die externe Protokollierung konfigurieren, wenn Sie Audit-Daten mit einem externen System speichern. Nachdem Sie alle Einstellungen vorgenommen haben, laden Sie den API-Server neu, um die Konfiguration zu übernehmen und mit der Erfassung von Audit-Daten zu beginnen.
Um das Kubernetes-Auditprotokoll zu überprüfen, können Sie die Datei audit.log, die sich normalerweise unter /var/log/kubernetes/audit.log befindet, mit Tools wie cat, grep oder tail anzeigen. Für ein erweiterteres Protokollierungssystem können Sie den in Kubernetes integrierten ELK-Stack verwenden.
