¿Qué es la seguridad en tiempo de ejecución de Kubernetes? Herramientas y mejores prácticas

Es difícil imaginar una aplicación moderna nativa de la nube sin Kubernetes. Sin embargo, esto plantea complejos retos de seguridad. Descubra cómo proteger su entorno Kubernetes de las amenazas en tiempo de ejecución y mantener sus cargas de trabajo críticas a salvo.

Es difícil imaginar una aplicación moderna nativa de la nube sin Kubernetes. Sin embargo, esto plantea algunos retos de seguridad complejos. Descubra cómo proteger su entorno Kubernetes de las amenazas en tiempo de ejecución y mantener sus cargas de trabajo críticas a salvo.

Kubernetes es una plataforma de código abierto que le permite automatizar la implementación, el escalado y la gestión de aplicaciones en contenedores. No es erróneo afirmar que Kubernetes ha revolucionado la forma en que se crean e implementan los programas informáticos. Puede coordinar aplicaciones complejas en múltiples hosts, una capacidad que ha convertido a Kubernetes en el estándar para las aplicaciones basadas en la nube.

Con la creciente complejidad de las aplicaciones y la naturaleza distribuida e interconectada de sus componentes, las superficies de ataque también aumentan. Se vuelve importante proteger cada etapa del SDLC y más allá. Ahí es donde entra en juego Code to Cloud Security. Es igualmente importante proteger las imágenes de contenedores y el plano de control de Kubernetes contra los avances maliciosos. Este artículo se centrará en cómo se puede proteger Kubernetes en tiempo de ejecución.

¿Qué es la seguridad en tiempo de ejecución de Kubernetes?

Kubernetes La seguridad en tiempo de ejecución se refiere a la práctica de proteger las aplicaciones en contenedores mientras se ejecutan dentro de un clúster de Kubernetes. La seguridad en tiempo de ejecución garantiza que las aplicaciones estén protegidas contra las amenazas que puedan surgir en la fase posterior a la implementación.

¿Por qué es importante la seguridad en tiempo de ejecución de Kubernetes?

Aunque las aplicaciones se someten a rigurosos controles de seguridad durante las fases de desarrollo y se toman medidas para garantizar la seguridad de las imágenes de contenedor, pueden aparecer vulnerabilidades en la fase de producción. La seguridad en tiempo de ejecución de Kubernetes garantiza que cualquier vulnerabilidad de este tipo se detecte y se trate de inmediato.

Incluso las imágenes de contenedores escaneadas rigurosamente pueden albergar vulnerabilidades que pueden abrir la puerta a exploits durante el tiempo de ejecución. Un contenedor infectado podría intentar obtener privilegios dentro del sistema host, o los actores maliciosos podrían intentar realizar movimientos laterales entre contenedores y nodos para aumentar el daño. La seguridad en tiempo de ejecución de Kubernetes es necesaria para abordar estos problemas.

Áreas clave de la seguridad en tiempo de ejecución de Kubernetes

• Protección dinámica del entorno: Las configuraciones de la carga de trabajo cambian constantemente en Kubernetes. La seguridad en tiempo de ejecución debe adaptarse a este dinamismo para proporcionar protección en tiempo real.
• Control granular de la red: Es necesario un control preciso de la comunicación entre contenedores para evitar el movimiento lateral de los intrusos.
• Prevención de ataques a la cadena de suministro: Detectar código malicioso antes de la implementación y realizar evaluaciones de seguridad periódicas de las imágenes durante el tiempo de ejecución es uno de los objetivos de las prácticas de seguridad en tiempo de ejecución de Kubernetes.
• Respuesta rápida ante incidentes: La seguridad en tiempo de ejecución de Kubernetes debe permitir a los equipos de seguridad o a los usuarios empresariales poner en marcha rápidamente una respuesta ante incidentes en caso de producirse una brecha.

Amenazas para la seguridad en tiempo de ejecución de Kubernetes

Ya hemos comentado por qué la seguridad en tiempo de ejecución de Kubernetes es esencial para proteger una aplicación que se ejecuta dentro de un clúster de Kubernetes. En esta sección, repasaremos los diversos factores de amenaza que hacen necesaria la seguridad en tiempo de ejecución para Kubernetes. Las principales amenazas de seguridad a las que se enfrentan las aplicaciones en su tiempo de ejecución se pueden dividir en cinco grandes categorías.

Amenazas a nivel de contenedor

Se refiere a las vulnerabilidades que se originan en un contenedor individual. Estas vulnerabilidades pueden comprometer tanto la aplicación como el sistema host. Puede haber varios tipos de problemas de seguridad a nivel de contenedor.

1. Vulnerabilidades de imagen: Cualquier fallo dentro de la imagen o el plano del software que pueda comprometer la seguridad del contenedor o del sistema host es una vulnerabilidad de imagen. Puede deberse a un paquete de software obsoleto, configuraciones inseguras o código malicioso. Los análisis de vulnerabilidades previos a la implementación suelen eliminar todas las vulnerabilidades de imagen, pero puede haber excepciones.
2. Escalada de privilegios: Si un actor malintencionado obtiene acceso a un contenedor, puede intentar escalar su acceso explotando una vulnerabilidad o aprovechando privilegios innecesarios que tiene el contenedor.
3. Intentos de escape: Los contenedores están diseñados para mantener su contenido aislado del sistema host, lo cual es la mitad del objetivo de su uso. Sin embargo, los hackers pueden explotar las vulnerabilidades de tiempo de ejecución a nivel de contenedor para intentar escapar del confinamiento.
4. Inyección de código malicioso: Los atacantes pueden introducir código malicioso en los contenedores en ejecución, lo que podría propagarse a otras partes del clúster.

Amenazas a nivel de host

1. Compromiso del host: Si la máquina física o virtual que aloja el contenedor se ve comprometida, puede proporcionar a los atacantes el punto de apoyo necesario para atacar los contenedores.
2. Abuso de recursos: Un contenedor que consume recursos excesivos de forma intencionada o no intencionada puede provocar una denegación de servicio. Un contenedor puede estar utilizando demasiados ciclos de CPU o enviando y recibiendo demasiado tráfico de red. Estos problemas pueden provocar inestabilidad en el sistema y denegación de servicio. Esto puede ser un vector de ataque en forma de ataque DDoS, exfiltración de datos o minería criptográfica.

Amenazas a nivel de clúster

Las amenazas a nivel de clúster se dirigen a todo un clúster de Kubernetes, es decir, a todos sus nodos y a las aplicaciones que contiene, en lugar de dirigirse a un contenedor individual. Un ataque de este tipo puede inutilizar un clúster, lo que provocaría la indisponibilidad de todas las aplicaciones que se ejecutan en él.

1. Acceso no autorizado: Los actores maliciosos con acceso no autorizado a la API de Kubernetes pueden hacer un uso indebido de los recursos.
2. Abuso de la API: Los usuarios legítimos pueden hacer un uso indebido de la API de Kubernetes para causar daños o interrupciones.
3. Robo de secretos: Los secretos de Kubernetes almacenan información confidencial como claves API, contraseñas, claves SSH, tokens OAuth, etc. La exposición de estos secretos puede convertirse en una amenaza importante.
4. Movimiento lateral: Los atacantes pueden moverse entre contenedores dentro de un clúster, propagando así la infección.

Amenazas a nivel de red

Las vulnerabilidades en los canales de comunicación entre los nodos y los sistemas externos pueden dar lugar a diversos tipos de amenazas a nivel de red.

1. Tráfico de salida: El tráfico de salida o tráfico saliente no controlado puede provocar fugas y exposición de datos, lo que puede dar lugar a accesos no autorizados o al robo de datos.
2. Ataques de tipo "man-in-the-middle" (MitM): Cualquier comunicación de red no cifrada es susceptible de sufrir ataques de intermediario.
3. Ataques DoS: Los hackers pueden inundar una red con tráfico falso para interrumpir las operaciones del clúster.

Otras amenazas

1. Ataques a la cadena de suministro: Un ataque a la cadena de suministro de software puede afectar a varios contenedores. Esto se puede hacer, por ejemplo, mediante la inyección de malware.
2. Amenazas internas: Los empleados con intenciones maliciosas pueden aprovechar su acceso privilegiado al clúster para causar daños.

¿Cómo puede la seguridad en tiempo de ejecución de Kubernetes hacer frente a estos retos?

Hemos analizado cómo diversos factores de amenaza ponen en peligro los contenedores, los clústeres e incluso los ordenadores que alojan los clústeres de Kubernetes. En esta sección nos centraremos en los mecanismos de defensa que se pueden implementar para garantizar la seguridad en tiempo de ejecución de Kubernetes.

Seguridad de red

• Políticas de red: Las reglas de comunicación bien definidas y granulares entre pods y servicios reducen la posibilidad de accesos no autorizados, escuchas ilegales y ataques de intermediarios.
• Segmentación de red: Puede contener las superficies de ataque y limitar el impacto potencial de una brecha aislando las cargas de trabajo en segmentos de red más pequeños.
• Controles de entrada y salida: La gestión del tráfico entrante y saliente hacia y desde el clúster ayuda a proteger contra amenazas externas y la filtración de datos.

Detección y prevención de amenazas

• Sistemas de detección y prevención de intrusiones (IDPS): Un IDPS puede supervisar el tráfico de red en busca de actividades sospechosas y anomalías, y bloquear las amenazas en tiempo real.
• Gestión de información y eventos de seguridad (SIEM): Esto puede correlacionar los eventos de seguridad en todo el clúster para detectar posibles amenazas.

Control de acceso

• Control de acceso basado en roles (RBAC): Conceder acceso solo a los recursos que se necesitan de forma inmediata con parámetros temporales limita el acceso privilegiado.
• Gestión de secretos: Es necesario un repositorio cifrado de secretos con controles de acceso centralizados para mantener la seguridad y la disponibilidad.

Protección de recursos

• Cuotas y límites de recursos: Es importante establecer límites en el uso de la CPU, la memoria y otros recursos para evitar el agotamiento de los recursos y los ataques DoS.
• Supervisión: El seguimiento continuo del uso de los recursos y la existencia de un mecanismo de alerta ayudan a prevenir el abuso de los recursos.

Seguridad de imágenes y dependencias

• Escaneo de imágenes: El análisis continuo de las imágenes de los contenedores en busca de vulnerabilidades evita la implementación de software comprometido y también protege contra amenazas en tiempo de ejecución.

• Gestión de dependencias: Las dependencias obsoletas o comprometidas pueden introducir brechas de seguridad explotables. Asegurarse de que las dependencias estén actualizadas evita este tipo de problemas.

Respuesta ante incidentes

• Plan de respuesta ante incidentes: Contar con un plan predefinido para contener los incidentes de seguridad y erradicar las amenazas rápidamente puede ayudar a reducir el tiempo de inactividad y abordar los incidentes de seguridad de manera eficaz.
• Automatización de la seguridad: Automatizar los pasos rutinarios de la respuesta a incidentes puede reducir el tiempo de respuesta, eliminar los errores humanos y mejorar el proceso de corrección.

5 prácticas recomendadas para implementar la seguridad en tiempo de ejecución de Kubernetes

Además de flexibilidad y escalabilidad, Kubernetes plantea algunos retos de seguridad únicos. Ya hemos hablado de los componentes clave de la seguridad de Kubernetes. Las siguientes prácticas recomendadas le ayudarán a implementar una seguridad de tiempo de ejecución sólida para su entorno Kubernetes.

1. Aplique el principio del mínimo privilegio

Proporcionar el acceso y los permisos mínimos necesarios a los usuarios y las cuentas de servicio constituye el núcleo del principio del mínimo privilegio. La mejor manera de implementarlo es adoptando una arquitectura de confianza cero que se rija por un lema sencillo: nunca confíes, verifica siempre. Esto introduce verificaciones generales, tanto si se encuentra dentro como fuera de la red de la empresa.

2. Centrarse en la seguridad de las imágenes

El estado de las imágenes de contenedores y las dependencias debe supervisarse en todo momento. Es necesario realizar análisis periódicos de vulnerabilidades con un ciclo de corrección sólido. Es recomendable utilizar imágenes de contenedores inmutables para evitar modificaciones en tiempo de ejecución.

3. Utilizar la autoprotección de aplicaciones en tiempo de ejecución (RASP)

RASP proporciona una visibilidad profunda del comportamiento de las aplicaciones en tiempo real. Puede detectar anomalías y tomar las medidas necesarias para contrarrestar los elementos de amenaza bloqueando una entrada maliciosa o finalizando la sesión.

RASP es capaz de distinguir entre actividades legítimas y maliciosas, por lo que se reducen los falsos positivos. Contar con RASP puede ser muy beneficioso.

4. Medidas sólidas de seguridad de la red

Medidas como la segmentación de la red, la implementación de controles de entrada y salida y el cifrado del tráfico de red pueden ser cruciales para proteger las comunicaciones de red.

5. Crear una cultura de seguridad

Incorpore la seguridad en el SDLC con una integración CI/CD fiable. Esto creará un ciclo constante de evaluaciones de vulnerabilidad. Impartir formación basada en funciones a los empleados es tan necesario como realizar auditorías internas y externas periódicas para medir la preparación en materia de seguridad. Estas prácticas se traducen en una mayor seguridad en tiempo de ejecución.

Herramientas de seguridad en tiempo de ejecución de Kubernetes

Existen varias herramientas diferentes, tanto comerciales como de código abierto, que pueden ayudarle a implementar la seguridad en tiempo de ejecución para su entorno Kubernetes. En esta sección analizaremos algunas de estas herramientas.

1. SentinelOne

SentinelOne cuenta con una completa plataforma de seguridad en la nube llamada Singularity. Kubernetes Sentinel es un componente de esa plataforma. Sustituye los escaneos de contenedores previos a la producción por una vigilancia en tiempo de ejecución de los contenedores. Es una de las mejores opciones para automatizar la seguridad en tiempo de ejecución de Kubernetes.

2. Falco

Falco es una herramienta de código abierto que permite detectar anomalías en contenedores y hosts. Supervisa el tiempo de ejecución de Kubernetes y emite alertas cuando detecta un comportamiento anómalo.

3. Kube-hunter

Otra herramienta de código abierto, Kube-hunter está diseñada específicamente para identificar vulnerabilidades en la configuración del clúster.

4. Kube-bench

Esta herramienta comprueba su clúster de Kubernetes con respecto a las mejores prácticas de seguridad estandarizadas basadas en el CIS Kubernetes Benchmark.

Aparte de estas, existen herramientas comerciales populares como Armo, Palo Alto Networks, etc., que pueden resolver sus problemas de seguridad relacionados con Kubernetes.

Seguridad en tiempo de ejecución de Kubernetes con SentinelOne

SentinelOne se centra en proporcionar a sus clientes una plataforma de seguridad nativa en la nube verdaderamente completa. La seguridad en tiempo de ejecución de Kubernetes y la seguridad de los contenedores en general constituyen una parte muy importante de esa agenda.

SentinelOne cuenta con un agente dedicado para cargas de trabajo en la nube que realiza una supervisión en tiempo real de los clústeres de Kubernetes en tiempo de ejecución. Con un análisis continuo de vulnerabilidades, SentinelOne garantiza que la seguridad de su aplicación esté en buen estado en producción. La protección de los clústeres de Kubernetes desempeña un papel importante en la seguridad de las aplicaciones, y SentinelOne lo hace bien. Singularity Cloud Workload Security de SentinelOne protege las cargas de trabajo en contenedores de amenazas en tiempo de ejecución, como vulnerabilidades de día cero, ransomware y mucho más.

SentinelOne Singularity Data Lake proporciona a los analistas de seguridad la visibilidad necesaria para investigar incidentes, reducir el tiempo de respuesta e informar sobre la búsqueda de amenazas.

Características principales del agente de carga de trabajo en la nube para contenedores

• Compatible con 14 distribuciones Linux líderes, incluida Amazon Linux 2023
• Integración con Snyk (se debe adquirir por separado)
• Compatible con Docker, contenedores y entornos de ejecución cri-o
• No se necesitan modelos de kernel, protección de autoescalado y CWPP en tiempo real
• Servicios K8s autogestionados y gestionados
• Arquitectura eBPF para mayor estabilidad y rendimiento
• Acelera las investigaciones y la respuesta a incidentes (IR) y potencia la búsqueda de amenazas con Workload Flight Data Recorder™

Ventajas generales para el negocio de adoptar SentinelOne para la seguridad de Kubernetes

• Las operaciones de seguridad optimizadas reducen el tiempo de inactividad de la empresa
• Utilización optimizada de los recursos
• Ayuda a cumplir con las normativas del sector y los requisitos de cumplimiento

Resumen rápido

En este artículo, hemos explorado la naturaleza crítica de la seguridad en tiempo de ejecución de Kubernetes.

• Hemos analizado las amenazas que pueden poner en peligro los entornos contenedorizados, desde las vulnerabilidades de las imágenes hasta los ataques a nivel de red.
• Hemos analizado cómo la seguridad en tiempo de ejecución de Kubernetes puede hacer frente a estos factores de amenaza.
• Hemos hablado de las mejores prácticas esenciales, como la implementación de controles de acceso estrictos, políticas de red robustas y la creación de una cultura de seguridad.
• Hemos hablado de la supervisión continua y la gestión de alertas en tiempo de ejecución con la ayuda de SentinelOne.

Conclusión

Los clústeres de Kubernetes constituyen el núcleo de la mayoría de las aplicaciones modernas que utilizan contenedores. Los actores maliciosos suelen atacar los contenedores para obtener acceso no autorizado y moverse lateralmente por los clústeres. La seguridad en tiempo de ejecución de Kubernetes garantiza que las imágenes de los contenedores estén libres de vulnerabilidades de seguridad, que los contenedores sean inmutables y que no haya amenazas ni riesgos de seguridad en tiempo de ejecución que pongan en peligro las aplicaciones.

Un enfoque multifacético de la seguridad en tiempo de ejecución de Kubernetes incluye la seguridad de la red, la supervisión del acceso y los controles de seguridad, la seguridad de las imágenes, etc. El uso de un mecanismo RASP de alta calidad facilita las cosas a los profesionales de la seguridad. Por último, una herramienta como SentinelOne elimina el estrés de seguridad de contenedores y la seguridad en la nube en su conjunto.

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Preguntas frecuentes sobre la seguridad del tiempo de ejecución de Kubernetes

¿Qué es la seguridad en tiempo de ejecución de Kubernetes?

La seguridad en tiempo de ejecución de Kubernetes protege las aplicaciones en contenedores y el clúster mientras se están ejecutando, no solo durante la compilación o la implementación. Supervisa comportamientos anómalos, como procesos inesperados, cambios en archivos o conexiones de red, y bloquea o alerta de amenazas en tiempo real.

Esta capa detecta ataques que eluden los análisis de imágenes o las configuraciones erróneas, lo que garantiza la seguridad de las cargas de trabajo en tiempo real a medida que se amplían y cambian en entornos dinámicos

¿Por qué es fundamental la seguridad en tiempo de ejecución en entornos Kubernetes?

Incluso con análisis de imágenes y configuraciones estrictas, las amenazas pueden surgir solo después de que se inicien los contenedores. Los atacantes pueden introducir malware en una imagen u obtener acceso a través de un pod mal configurado, para luego moverse lateralmente o escalar privilegios. La seguridad en tiempo de ejecución es la última barrera de protección que detecta y detiene estas amenazas activas a medida que se producen, evitando el robo de datos, las interrupciones del servicio y el compromiso más amplio del clúster.

¿Cuáles son los componentes clave de la seguridad en tiempo de ejecución de Kubernetes?

La seguridad en tiempo de ejecución en Kubernetes abarca la protección de la carga de trabajo (supervisión de pods y contenedores en busca de comportamientos extraños), la seguridad de la red con políticas que controlan el tráfico y la gestión de secretos para proteger las credenciales. También incluye registros de auditoría para análisis forenses, motores de detección de amenazas en tiempo real y herramientas de aplicación de políticas que bloquean o aíslan automáticamente las actividades sospechosas antes de que se propaguen

¿Cuáles son las amenazas más comunes en tiempo de ejecución en Kubernetes?

Las amenazas típicas en tiempo de ejecución incluyen ataques de escalada de privilegios en los que un contenedor se escapa para acceder a los recursos del host, malware oculto que se activa dentro de una imagen, contenedores no autorizados que se activan mediante el abuso de la API y el robo de secretos de pods mal configurados. Los atacantes también aprovechan los errores del kernel o del tiempo de ejecución para moverse entre contenedores o saturar los nodos con procesos que consumen muchos recursos.

¿Cuáles son las mejores prácticas para proteger Kubernetes en tiempo de ejecución?

Ejecute contenedores sin privilegios de root y evite la bandera –privileged. Aplique políticas de red para restringir la comunicación entre pods. Habilite los registros de auditoría y supervíselos para detectar anomalías. Utilice herramientas basadas en eBPF o sin agente para una detección de anomalías ligera y en tiempo real.

Revise periódicamente las políticas de tiempo de ejecución y pruebe los manuales de respuesta a incidentes. Por último, aísle las cargas de trabajo críticas y asegúrese de que solo los pods autorizados puedan acceder a los secretos.