Surveillance de la sécurité Kubernetes : avantages et défis

Ce blog offre un aperçu complet de la surveillance de la sécurité Kubernetes, couvrant les concepts fondamentaux, les meilleures pratiques, les outils et les stratégies permettant de protéger vos clusters contre les menaces potentielles.

Kubernetes est devenu un outil essentiel pour les entreprises qui adoptent les conteneurs pour leurs déploiements. Kubernetes (abrégé K8s) est un système open source d'orchestration de conteneurs permettant d'automatiser le déploiement, la mise à l'échelle et la gestion des applications informatiques. Il est utilisé pour mettre à l'échelle, déployer et gérer automatiquement les applications conteneurisées. Kubernetes est la norme industrielle en matière de gestion à grande échelle des charges de travail conteneurisées en production en raison de ses nombreux avantages. La popularité de la surveillance de la sécurité Kubernetes est en hausse, et les entreprises doivent la sécuriser. Kubernetes est une solution très complexe et fine, avec une architecture distribuée et des composants dynamiques. Elle comporte ses propres problèmes de sécurité. Selon une nouvelle étude, le marché de la sécurité des conteneurs pourrait atteindre environ 9 milliards de dollars d'ici 2032. Ces statistiques laissent présager une transition plus importante vers la sécurité des conteneurs et de Kubernetes.

Ce blog vous permettra de mieux comprendre ce qu'est la surveillance de la sécurité Kubernetes et son importance. Nous aborderons également différentes méthodes (stratégies de mise en œuvre) pour vous lancer et les meilleures pratiques permettant aux entreprises de sécuriser leur Kubernetes.

Comprendre la sécurité Kubernetes

Kubernetes offre une évolutivité, une résilience et une flexibilité inégalées en matière de gestion des applications conteneurisées grâce à son architecture distribuée. Examinons quelques-uns des composants clés de cette architecture :

1. Serveur API : Le serveur API est chargé de traiter et de valider toutes les requêtes entrantes. Il est également chargé de mettre à jour le magasin de données etcd avec les informations, agissant ainsi comme un système de gestion centralisé.
2. ectd : Il s'agit d'un magasin KV (magasin clé/valeur) utilisé pour stocker toutes les informations pertinentes. Cela inclut l'état du cluster, les données de configuration, etc.
3. Controller Manager : Il se charge de gérer plusieurs contrôleurs et de maintenir l'état global du cluster K8s.
4. kubelet : Il agit comme un agent qui s'exécute sur chaque nœud et gère le cycle de vie des conteneurs.
5. kube-proxy : Il aide à maintenir les règles réseau sur les nœuds et permet la communication entre les pods et le trafic externe.
6. Container Runtime : Il s'agit du logiciel chargé d'exécuter les conteneurs, tel que Docker.

Bien que Kubernetes offre des avantages inégalés, il présente également un certain nombre de défis. Cela est dû à l'architecture complexe et distribuée de Kubernetes. Comme il comporte divers points d'entrée, la surface d'attaque globale est accrue.

Un autre composant vulnérable de K8s est la gestion des secrets. Les secrets tels que les clés API, les mots de passe et les clés privées sont considérés comme des informations sensibles et hautement confidentielles, et les sécuriser dans une architecture distribuée est une tâche difficile. Pour s'assurer que les informations sensibles ne sont pas exposées ou divulguées, les développeurs peuvent utiliser une isolation appropriée des ressources.

La nature dynamique de Kubernetes s'explique par la création et la suppression constantes de pods (ainsi que la mise à l'échelle). Cette nature dynamique rend difficile le maintien de politiques de sécurité cohérentes.

Concepts de sécurité fondamentaux dans Kubernetes

Dans Kubernetes, la sécurité n'est pas une fonctionnalité, mais le fondement même de toute l'architecture. Les trois piliers principaux de la sécurité Kubernetes sont le contrôle d'accès basé sur les rôles, les politiques réseau et la gestion des secrets. Tous ces concepts fonctionnent ensemble pour protéger l'environnement Kubernetes d'une organisation contre toute compromission.

Contrôle d'accès basé sur les rôles (RBAC)

Le contrôle d'accès basé sur les rôles est l'une des fonctionnalités de Kubernetes qui restreint l'accès aux ressources du cluster. Le RBAC fournit aux administrateurs un mécanisme leur permettant de créer des rôles, qui sont des ensembles d'autorisations associés à des utilisateurs ou à des comptes de service. Ce contrôle précis garantit que seuls les utilisateurs et les applications disposent des ressources et des autorisations nécessaires à leur fonctionnement.

Voici quelques composants clés du RBAC dans Kubernetes :

1. Rôles : ensemble d'autorisations dans un espace de noms.
2. ClusterRoles : Comme les rôles, mais pour l'ensemble du cluster
3. RoleBindings : Associe des rôles à des utilisateurs, des groupes ou des comptes de service à l'intérieur d'un espace de noms.

Politiques réseau

Kubernetes NetworkPolicy, également appelé (politiques réseau), est une spécification qui vous permet de définir comment les pods sont autorisés à communiquer entre eux et avec d'autres types de réseaux. Ils fonctionnent comme un pare-feu de pod à pod, que l'administrateur peut utiliser pour définir ses propres règles d'application concernant le trafic sortant autorisé sur certains ports.

Les politiques sont également appliquées à certains pods, et les règles relatives au trafic entrant et sortant sont spécifiées en définissant des politiques réseau à l'aide d'étiquettes. En l'absence de politiques réseau, tous les pods peuvent communiquer entre eux par défaut. Les politiques réseau permettent la segmentation du réseau, l'isolation des charges de travail et une réduction de la surface d'attaque.

Gestion des secrets

La gestion des secrets dans Kubernetes résout le problème de la sécurité des mots de passe et autres informations sensibles telles que les jetons OAuth ou les clés SSH, tout en les rendant disponibles dans vos pods. À cette fin, Kubernetes dispose d'un objet intégré, Secrets.

Il s'agit d'un moyen de stocker des configurations dans etcd, qui sont ensuite mises à la disposition des pods sous forme de fichiers ou de variables d'environnement. Kubernetes, par exemple, chiffre les secrets en transit (à l'aide de la configuration SSL/TLS), mais les secrets sont stockés par défaut en codage base64, ce qui n'offre en réalité aucune sécurité. Nous recommandons de renforcer la sécurité en :

1. Chiffrer les secrets au repos dans etcd,
2. Pour des fonctionnalités supplémentaires, adopter des outils tiers de gestion des secrets
3. Appliquer le RBAC pour sécuriser l'accès aux données sensibles
4. Faites tourner les secrets et modifiez-les régulièrement afin de réduire les dommages en cas de violation.

Qu'est-ce que la surveillance de la sécurité Kubernetes ?

La surveillance de la sécurité Kubernetes désigne la pratique consistant à observer, analyser et suivre en permanence les différents aspects d'un cluster Kubernetes afin de détecter les activités malveillantes et d'y répondre. Il s'agit d'un processus qui consiste à collecter et analyser des données provenant de plusieurs sources au sein de l'environnement Kubernetes afin de s'assurer qu'il n'y a pas de failles de sécurité dans le cluster.

La surveillance continue est essentielle pour l'environnement Kubernetes en raison de sa nature dynamique. Les charges de travail sont dynamiques, les pods vont et viennent, et les configurations changent souvent. Il va sans dire que cet environnement dynamique crée d'importants risques de sécurité, car il est impossible de garder un œil sur chaque intégration.

La surveillance continue permet aux organisations :

• Identifier et répondre en temps réel aux incidents de sécurité
• Détecter rapidement les erreurs de configuration ou les violations de politique
• Surveiller la consommation des ressources et les problèmes de performances pouvant indiquer un incident de sécurité
• Garantir la sécurité afin de respecter les normes et réglementations
• Visibilité sur l'état de santé/sécurité du cluster

Indicateurs clés pour la surveillance

La surveillance de la sécurité Kubernetes n'est efficace que si vous surveillez les indicateurs critiques qui vous permettent de suivre l'état de santé de votre cluster et de détecter les vulnérabilités réelles. Examinons quelques-uns de ces indicateurs.

Utilisation (CPU et mémoire)

L'un des indicateurs les plus importants à surveiller est l'utilisation des ressources (utilisation du CPU et de la mémoire sur les nœuds/pods). Une utilisation élevée des ressources peut suggérer des problèmes de sécurité tels que des logiciels malveillants de crypto-minage, des attaques par déni de service (DoS) ou toute forme de processus malveillants gourmands en ressources.

Modèles de trafic réseau

Les modèles de trafic réseau constituent un autre indicateur important à mesurer pour la surveillance de la sécurité Kubernetes. Cela inclut notamment la surveillance des communications entre pods, la surveillance du trafic entrant et sortant, les tentatives de connexion à des points de terminaison non autorisés pour l'espace de noms donné, ou les règles et pics de politique réseau.

Journaux d'audit et suivi des événements

Les journaux d'audit et le suivi des événements sont des métadonnées relatives aux opérations API qui peuvent s'avérer très utiles pour toute surveillance de la sécurité de votre cluster Kubernetes. Ils enregistrent en détail les requêtes API ainsi que leurs en-têtes et fournissent un audit complet des actions effectuées dans le cluster.

Comment fonctionne la surveillance de la sécurité Kubernetes ?

La surveillance de la sécurité Kubernetes est un processus en plusieurs étapes. Examinons chaque étape en détail :

Collecte de données

La surveillance de la sécurité Kubernetes commence par la collecte de données provenant de plusieurs sources au sein du cluster. Certaines des métriques comprennent des métriques au niveau des nœuds (CPU, mémoire, utilisation du disque par nœud) et des métriques de conteneurs, qui capturent les données de consommation des ressources et de performances.

Traitement et analyse des données

Une fois acquises, les données sont utilisées pour détecter des modèles, des anomalies et des vulnérabilités de sécurité. Cela inclut la collecte de données provenant de plusieurs sources différentes afin d'offrir une vision globale et de corréler les événements liés à tous les composants du cluster. Les algorithmes d'apprentissage automatique et les systèmes basés sur des règles sont couramment utilisés pour traiter efficacement de grandes quantités de données provenant de millions d'appareils afin d'identifier rapidement les anomalies de sécurité.

Alertes et notifications

Le système de surveillance envoie des alertes lorsqu'il détecte des menaces potentielles. Ces alertes peuvent concerner des seuils définis, tels que CPU > X %, la détection d'anomalies montrant des schémas inhabituels par rapport aux données historiques, ou la violation d'une politique de sécurité définie. Les alertes peuvent être envoyées par e-mail, Slack ou SMS aux employés ou à un service de gestion des incidents.

Visualisation et rapports

Les systèmes de surveillance comprennent souvent des tableaux de bord et des fonctionnalités de reporting permettant d'obtenir un aperçu concis de la posture de sécurité du cluster. Ces visualisations sont utiles pour la surveillance en temps réel, car elles permettent d'afficher l'état de la sécurité à un moment donné et les problèmes actifs. Elles facilitent même l'analyse des tendances, en affichant les mesures de sécurité au fil du temps, ce qui permet de mettre en évidence les problèmes permanents.

Réponse et correction

La dernière partie de la surveillance de la sécurité K8s consiste à apporter une réponse appropriée après avoir identifié ces problèmes. Il peut s'agir de réponses prédéfinies, comme l'isolation d'un pod attaqué, ou d'actions automatisées déclenchées par certaines alertes. Cependant, une enquête manuelle par les équipes de sécurité est souvent nécessaire pour certains problèmes. Des procédures appropriées de réponse aux incidents doivent être mises en œuvre pour réagir aux incidents de sécurité, en fournissant une méthode standard et cohérente de traitement des incidents de sécurité.

Amélioration continue

La surveillance de la sécurité Kubernetes est un processus itératif continu. Cela implique d'examiner les données de surveillance, les alertes et les incidents afin d'ajuster les règles de détection, de modifier les seuils ou même d'en créer de nouveaux lorsque les entreprises identifient des schémas qui n'étaient pas détectés par les systèmes existants. Cela permet de mettre à jour la base de référence du comportement normal à mesure que le cluster évolue. Des niveaux de surveillance plus élevés contribuent à améliorer les politiques et les contrôles de sécurité, et donc la sécurité globale de l'environnement Kubernetes.

Avantages de la surveillance de la sécurité Kubernetes

Les entreprises peuvent tirer un grand profit de la mise en œuvre d'une surveillance de sécurité appropriée pour les clusters Kubernetes. Voici quelques-uns des principaux avantages.

1. Détection précoce des menaces

Avec un système de surveillance de la sécurité Kubernetes adapté, vous pouvez détecter très tôt les risques et vulnérabilités potentiels en matière de sécurité. Les solutions d'entreprise telles que SentinelOne peuvent aider les entreprises en analysant en permanence les ensembles de déclenchement d'activité des clusters, l'utilisation des ressources et le trafic réseau afin de signaler les modèles ou les comportements susceptibles d'entraîner des incidents de sécurité.

Cette approche proactive aide l'équipe de sécurité à réagir rapidement aux nouvelles menaces, ce qui permet de réduire l'impact sur le cluster et les applications qui y sont exécutées.

2. Visibilité améliorée

Les capacités de surveillance de la sécurité de Kubernetes offrent la visibilité nécessaire dans l'environnement Kubernetes. Le niveau de transparence apporté par ces rapports détaillés peut fournir aux administrateurs de clusters et aux équipes de sécurité une vue complète et holistique du fonctionnement des clusters, des ressources utilisées dans chaque type de tâche et de toutes les activités des utilisateurs.

Grâce à ces informations, les entreprises peuvent structurer de manière appropriée leurs politiques de sécurité, allouer des ressources et gérer le cluster dans son ensemble afin de créer un environnement Kubernetes sécurisé et efficace.

3. Conformité et audit

La surveillance de la sécurité est également nécessaire pour rester en conformité avec les normes et réglementations du secteur. Au sein d'un cluster, les organisations peuvent enregistrer toutes les activités pertinentes et exporter facilement des pistes d'audit et des rapports de conformité. Cela est essentiel pour les secteurs ayant des besoins élevés en matière de sécurité, car cela montre que la solution suit les meilleures pratiques en matière de sécurité K8s.

4. Amélioration de la réponse aux incidents

La surveillance de la sécurité de Kubernetes améliore la surveillance globale de la sécurité, ce qui contribue à une meilleure réponse aux incidents. En cas d'incident de sécurité, ces journaux détaillés et ces alertes provenant des systèmes de surveillance peuvent faciliter le triage et l'analyse des causes profondes (RCA), ce qui est important pour sécuriser un système compromis.

Les défis de la surveillance de la sécurité Kubernetes

La surveillance de la sécurité Kubernetes n'est pas une tâche facile et comporte divers défis. Examinons-en quelques-uns :

1. Échelle et complexité

L'un des plus grands défis de Kubernetes est de sécuriser et de surveiller les environnements conteneurisés modernes. À mesure que le nombre de microservices et de clusters augmente, les données générées augmentent également. D'un point de vue technologique, il n'est pas trivial de traiter et d'analyser ces données à la volée lorsque les entreprises en possèdent de grands volumes. Pour y parvenir, les organisations doivent déployer une surveillance intensive capable de gérer l'échelle du déploiement.

2. Nature dynamique de Kubernetes

L'un des plus grands défis de la surveillance de la sécurité dans les environnements Kubernetes est leur nature dynamique et éphémère. De nombreux pods et conteneurs sont créés, détruits et déplacés entre les nœuds, ce qui rend difficile le maintien d'une couverture de surveillance constante. Les stratégies de surveillance de la sécurité qui fonctionnent bien dans des environnements statiques ne sont pas adaptées à un environnement de cluster Kubernetes dynamique. Les solutions de surveillance doivent être capables de s'adapter et de s'ajuster automatiquement aux changements de topologie du cluster.

3. Surcoût en ressources

La mise en œuvre d'une surveillance complète de la sécurité dans Kubernetes peut ajouter de nombreux éléments qui nécessitent davantage de ressources pour fonctionner de manière optimale. Les agents, les collecteurs de journaux et les outils d'analyse sont gourmands en CPU/mémoire/réseau, et il peut être difficile de trouver un équilibre avec les exigences de performance des charges de travail en production. Une organisation doit évaluer le coût en ressources de ses solutions de surveillance et les ajuster afin qu'elles soient à la fois efficaces et qu'elles ne gaspillent pas de ressources pour la couverture de sécurité.

Meilleures pratiques pour sécuriser les clusters Kubernetes

Bien que K8s soit désormais devenu la norme de facto pour les entreprises qui déploient des applications conteneurisées, celles-ci posent leurs propres défis en matière de sécurité. Voici quelques bonnes pratiques pour surmonter ces défis et sécuriser les clusters K8s :

#1. Protection du plan de contrôle

Il est important de sécuriser correctement le plan de contrôle Kubernetes pour sécuriser l'ensemble du cluster. Cela signifie protéger le serveur API, etcd et d'autres composants du plan de contrôle contre les accès externes non authentifiés et les défendre contre les attaques potentielles. Les entreprises peuvent ajouter une implémentation solide autour de serveurs API bien gérés, comme des certificats clients, l'intégration avec des IDP externes, etc. Mettez à jour et corrigez les composants du plan de contrôle pour les vulnérabilités connues.

En outre, des politiques réseau doivent être utilisées pour limiter l'accès aux composants du plan de contrôle, où seul le trafic provenant de sources autorisées au sein du cluster doit se connecter.

#2. Normes de sécurité des pods

Les normes de sécurité des pods sont nécessaires pour sécuriser les charges de travail exécutées dans le cluster. Créez et appliquez des politiques de sécurité des pods (obsolètes dans Kubernetes 1.25) pour limiter les autorisations et les droits dans les conteneurs. Seuls les contrôleurs doivent utiliser des conteneurs privilégiés qui accèdent aux espaces de noms hôtes.

Utilisez les contextes de sécurité des pods pour gérer les identifiants des utilisateurs, des groupes et des fsGroup, ainsi que les autorisations du système de fichiers et les capacités Linux. Pour les charges de travail qui nécessitent une plus grande isolation, utilisez des environnements d'exécution de conteneurs à sécurité renforcée tels que gVisor ou Kata Containers. La sécurité évoluant au fil du temps, les entreprises doivent revoir et ajuster leur politique de sécurité des pods en conséquence afin de répondre aux nouveaux besoins et aux meilleures pratiques.

#3. Renforcement des nœuds

Pour sécuriser votre cluster, vous devez renforcer vos nœuds Kubernetes. Pour ce faire, vous pouvez réduire la surface d'attaque des nœuds (en minimisant les logiciels et les services). Mettez à jour le système d'exploitation des nœuds et le runtime des conteneurs afin d'appliquer tous les correctifs de sécurité pertinents. Utilisez des contrôles d'accès stricts et une gestion des accès aux nœuds basée sur l'authentification par clé SSH.

Utilisez des pare-feu basés sur l'hôte pour contrôler le trafic entrant et sortant. Utilisez Seccomp et AppArmor pour limiter les appels système, réduisant ainsi l'étendue des effets en cas de fuite du conteneur. Des outils d'évaluation de sécurité automatisés sont utilisés pour analyser les nœuds à la recherche de vulnérabilités et de configurations incorrectes.

#4. Chiffrer les secrets au repos

Il est important de préserver la confidentialité des identifiants et autres données sensibles dans Kubernetes Secrets afin d'éviter tout accès non autorisé. Commencez par chiffrer les données au repos dans etcd. Utilisez une clé de chiffrement forte et veillez à la renouveler fréquemment. Ajoutez des alertes et des notifications afin que les administrateurs sachent quand les clés sont consultées plus fréquemment.

Les autorisations sur les secrets doivent également garantir que seuls les utilisateurs et services autorisés peuvent obtenir des informations sensibles. Ne conservez pas les secrets dans des images de conteneurs ou des VCS. Utilisez les secrets Kubernetes Secrets ou des solutions externes de gestion des secrets pour les transmettre aux pods lors de l'exécution.

#5. Déployer la segmentation du réseau

Une pratique courante pour améliorer la sécurité des clusters Kubernetes est la segmentation du réseau. Définissez et appliquez des règles pour la communication entre pods au sein du cluster à l'aide de politiques réseau. Appliquez par défaut le principe du moindre privilège afin que les pods et les services ne puissent se connecter entre eux qu'en cas de nécessité. Isolez les charges de travail sensibles dans des espaces de noms dédiés à l'aide de politiques réseau et limitez leur niveau d'accès aux autres zones de votre cluster.

Comment renforcer la sécurité de Kubernetes ?

Dans cette section, nous aborderons plusieurs méthodes que les entreprises doivent suivre pour optimiser leurs opérations dans l'environnement Kubernetes.

Service Mesh

Le service mesh agit comme une couche de sécurité supplémentaire du cluster Kubernetes. Il s'agit d'une couche permettant de gérer la communication entre les services et la prise en charge du chiffrement TLS, ainsi qu'un contrôle d'accès plus fin et une meilleure observabilité.

Pipeline CI/CD

La sécurité d'une application doit être assurée dès son pipeline CI/CD. Le pipeline doit disposer de fonctionnalités de sécurité directement intégrées. C'est là que des analyses de sécurité automatisées telles que l'analyse statique de code, l'analyse d'images de conteneurs et l'analyse de configuration peuvent être ajoutées afin que les équipes de sécurité puissent identifier les vulnérabilités.

Architecture réseau Zero Trust pour Kubernetes

L'architecture réseau Zero Trust ne fait confiance à personne, même si une ressource se trouve à l'intérieur du périmètre. Dans le cas de Kubernetes, ce modèle considère donc tout le trafic réseau comme une menace. Cela aidera les organisations à disposer d'un environnement Kubernetes sécurisé avec une authentification et une autorisation fortes pour tous les services et utilisateurs pouvant accéder au cluster.

Sécurité du serveur API Kubernetes

Le serveur API Kubernetes est l'un des éléments clés de Kubernetes. Il doit donc être sécurisé pour garantir la sécurité de l'ensemble du cluster. L'authentification et l'autorisation doivent être sécurisées à l'aide du modèle RBAC. Il ne doit pas y avoir d'accès direct à partir de réseaux non fiables et l'audit d'un serveur API doit empêcher les points d'entrée non autorisés afin d'éviter les failles de sécurité.

Conclusion

La surveillance de la sécurité Kubernetes est un aspect majeur de la gestion d'un environnement sain et sécurisé pour les applications conteneurisées. Les organisations adoptent Kubernetes en grand nombre pour gérer les applications conteneurisées, et la sécurité est une exigence importante. Dans cet article, nous avons abordé de nombreux aspects de l'approche de surveillance de la sécurité Kubernetes, les concepts fondamentaux des meilleures pratiques et les approches de sécurité avancées.

Une approche offensive de la surveillance de la sécurité aide les organisations à détecter et à répondre plus efficacement aux menaces, à respecter les normes industrielles et à assurer la sécurité des clusters Kubernetes. Les contrôles de sécurité ci-dessus (abordés dans le blog), s'ils sont mis en œuvre à l'aide des bons outils et en instaurant une culture axée sur la sécurité au sein des équipes de développement et d'exploitation, peuvent avoir un impact considérable sur la sécurité de Kubernetes.

FAQs

Qu'est-ce que la surveillance de la sécurité Kubernetes ?

La surveillance de la sécurité Kubernetes consiste à surveiller, analyser et suivre les changements dans le cluster Kubernetes afin de détecter toute vulnérabilité potentielle. Les données sont collectées dans l'environnement Kubernetes, notamment les métriques des nœuds et des conteneurs, les journaux du serveur API et les journaux des applications. Ces données collectées sont analysées afin de détecter toute violation de politique ou faille de sécurité.

Comment surveiller la sécurité des pods Kubernetes ?

La sécurité des pods Kubernetes peut être surveillée à l'aide des métriques et des journaux au niveau des pods. Les journaux d'audit Kubernetes sont importants pour suivre les requêtes API liées aux pods. À des fins de surveillance, un scan régulier des images de conteneurs doit être effectué, parallèlement à la mise en œuvre du RBAC pour le contrôle d'accès.