コンテナセキュリティスキャン：リスクとメリット

本ブログではコンテナセキュリティスキャン技術について技術的に深く掘り下げます。脆弱性の特定と軽減方法、コンテナ環境を保護するためのベストプラクティスを学ぶことができます。

企業がクラウドインフラストラクチャに移行するにつれ、デプロイプロセス全体が劇的に変化しました。これによりコンテナとKubernetesの利用が増加しています。コンテナはマイクロサービスアーキテクチャアプリケーションの構成要素として機能し、企業は単一のモノリシックアプリケーションではなく、異なるユースケース向けに複数のサービスを稼働させています。この移行は開発チームに多くの利点をもたらす一方で、様々なセキュリティ上の課題も伴います。そこでコンテナセキュリティスキャンが重要になります。

コンテナセキュリティスキャンツールは、コンテナエコシステム内のセキュリティ脆弱性を発見し、防止するのに役立ちます。企業は、CI/CDパイプラインのビルドプロセスにおいて、これらのツールを頻繁に利用しています。

本ブログ記事では、コンテナスキャナーの定義、コンテナで発見される一般的な脆弱性、およびそれらの回避方法について解説します。さらに、コンテナセキュリティスキャンツールを利用する主な目的と利点についても議論します。

コンテナセキュリティスキャンとは？

コンテナセキュリティスキャンとは、様々なスキャンツールを用いてコンテナイメージ内のセキュリティ脆弱性を調査するプロセスです。対象となるコンテナは静的状態でも実行中状態でも構いません。コンテナセキュリティスキャンの最終目的は、脆弱性、クラウドインフラにおける設定ミス、コンプライアンス違反を発見することにあります。

運用環境で使用されるコンテナのセキュリティ確保は極めて重要です。これらは脅威アクターの侵入経路となり得るためです。コンテナセキュリティスキャンツールは、企業がサプライチェーン環境全体のセキュリティを確保するための重要な手段となります。

コンテナセキュリティスキャンの種類

前節で述べたように、コンテナセキュリティスキャンツールは実行時モードまたは静的モードでコンテナをスキャンできます。それぞれ動的解析と静的解析と呼ばれます。これらについて詳しく見ていきましょう。

1. 静的解析:これは、コンテナレイヤーのイメージに対して脆弱性テストを効果的に実施し、ベースイメージ、コード、アプリケーションの依存関係に存在する脆弱性を検索することを意味します。静的解析は通常、ソフトウェアのビルドフェーズで行われ、問題を早期段階で特定するのに効果的です。
2. 動的解析: 動的解析は、コンテナの構成要素に加え、実行フェーズにおけるコンテナの動作や相互作用を解明する別の側面です。実行中のコンテナをリアルタイムで監視し、脅威や活動異常を検知します。

コンテナセキュリティスキャンの主要目的

コンテナ化されたアプリケーションを使用する際には、頻繁なコンテナセキュリティスキャンを実施することが重要です。このプロセスは、セキュリティ態勢全体の向上に向けた複数の目的達成に寄与します。本セクションでは、これらの目的について詳細に説明します。

1.コンテナイメージ内の脆弱性の特定

コンテナセキュリティスキャンの主な目的の一つは、コンテナ内のセキュリティ脆弱性を特定することです。これらの脆弱性は、コンテナで使用されるベースイメージ、またはコンテナにインストールされたサードパーティパッケージのいずれかに存在する可能性があります。企業は、このデータを活用して開発者がコンテナを保護し、攻撃者による悪用を防ぐよう支援することが多い。コンテナの脆弱性数が多すぎる場合や企業のリスク許容度を超える場合、デプロイをブロックすることも可能である。

2. 設定ミスとセキュリティリスクの検出

コンテナセキュリティスキャンは脆弱性の特定だけでなく、コンテナに関連する設定ミス（誤った権限設定、rootアクセス使用、情報漏洩など）の発見にも役立ちます。組織はコンテナが安全に設定されていることを確認し、不正アクセスや攻撃者の侵入経路となることを防ぐ必要があります。

3.セキュリティ基準への準拠確保

コンプライアンスとは、特定のガイドラインや条件に従うことを指します。企業は顧客の信頼やセキュリティなど様々な理由でコンプライアンスを遵守する必要があります。コンプライアンスは業界によって異なり、医療企業ではHIPAAが適用されます。SOC IIやHIPAAなどのコンプライアンス基準は、コンテナのセキュリティを確保するための厳格なガイドラインを定めています。企業がこうした規制に違反した場合、規制当局から多額の罰金を科せられます。コンテナセキュリティスキャンツールは、コンテナがリスクから保護され、コンプライアンス要件に従って動作していることを保証します。

4. 安全でないコンテナのデプロイ防止

前述のように、企業はCI/CDチェックの一環として安全でないコンテナのデプロイを防止できます。このブロックは通常、脆弱なコンテナが本番環境（プロダクション）に展開されるのを防ぐために行われます。これにより、アプリケーションを利用する誰もが既知の脆弱性を利用してハッキングを試みる可能性を排除します。目的は、攻撃者がシステムを侵害し機密情報を漏洩させることを防ぐことです。

コンテナセキュリティスキャンの主要コンポーネント

コンテナセキュリティスキャンは、複数のコンポーネントが異なる役割を担う長期的なプロセスです。これらの主要コンポーネントを理解しましょう。

イメージスキャン

コンテナとイメージは関連用語ですが、開発者によって互換的に使用されます。イメージは、アプリケーションに必要なすべてを含む完全なパッケージと考えてください。これにはアプリケーションのコード、実行時環境などが含まれます。一方、コンテナは同じイメージの実行インスタンスです。コンテナは分離された環境ですが、相互に通信できます。

イメージスキャンとは、前述のパッケージをスキャンするプロセスです。このプロセスの一環として、コンテナセキュリティスキャンソリューションは、ベースイメージ、アプリケーションコード、およびアプリケーションが使用する依存関係に存在する脆弱性を検出しようとします。

構成評価

構成検証または評価は、コンテナとその周辺環境に不安全な構成（いわゆる誤設定）が存在しないことを確認するために使用されます。一般的な誤設定には、デフォルトパスワードの使用、不安全なパスワード、ハードコードされたAPIキーやトークンなどが含まれます。

脆弱性検出

脆弱性検出は、コンテナセキュリティスキャンソリューションのもう一つの構成要素です。このコンポーネントは、コンテナのソフトウェアコンポーネント内の脆弱性を検出するために使用されます。OSV、Github Advisory、NIST脆弱性データベースなどの脆弱性データベースを使用して、ソフトウェア内の既知の脆弱性のリストを取得します。

コンプライアンスチェック

コンプライアンスチェックコンポーネントは、使用中のコンテナがガイドラインに従っているかどうかを頻繁にスキャンして検証するために使用されます。コンプライアンスのスキャンには、コンテナがCISベンチマークやNISTなどのガイドラインに準拠していることを確認することが含まれます。

実行時監視

実行時監視の目的は、コンテナが稼働状態にある際にリアルタイムで脅威を特定することです。これには、悪意のあるドメインへの大量のアウトバウンド通信送信など、コンテナによる異常な動作のチェックも含まれます。

ランタイムセキュリティは日常的なセキュリティ問題の特定に非常に有用であり、保護層として機能します。

コンテナセキュリティスキャナーの仕組みとは？

ほとんどのコンテナセキュリティスキャンソリューションは、コンテナ内の情報を確認し、マルチステップアプローチを用いてランタイムの脆弱性をチェックすることで動作します。このプロセスは、静的解析、動的解析、ランタイム監視の優れた要素を組み合わせ、あらゆる瞬間にコンテナのセキュリティ状況を完全に把握できるようにします。

このスキャンプロセスは通常、コンテナの静的解析から始まります。コンテナスキャナは、ベースオペレーティングシステム、インストール済みパッケージ、アプリケーションコードなど、イメージのレイヤーを調査します。その後、既知の脆弱性データベースやセキュリティアドバイザリとコンポーネントを照合し、リスクを判断します。

動的解析と実行時モニタリングは、コンテナが起動して実行されている場合にのみ実行されます。動的分析では、異常な動作や、セキュリティアラームを発生させる可能性のある信頼できないドメインや悪意のあるドメイン、ネットワークなどとの通信を検知することで実施されます。コンテナランタイムが提供するハートビートおよびパフォーマンスイベントデータストリームを購読し、特定のコンテナの動作（作成/開始/停止/削除など）、ネットワーク接続、リソース使用パターンを継続的に監視します。コンテナにおける様々な脆弱性とリスク

コンテナのセキュリティ脆弱性については、WebやAPIと何ら変わりはありません。コンテナにも様々な種類のセキュリティ脆弱性が存在し、それぞれが異なるリスクをもたらします。いくつかの脆弱性について見ていきましょう。

1. オペレーティングシステムの脆弱性

コンテナは隔離された環境ですが、ホストOSのカーネルを共有しているため、カーネルレベルの攻撃に対して脆弱です。これらの脆弱性は、イメージを徹底的にスキャンすることで容易に特定できます。コンテナ化された環境がもたらす主なリスクは、コンテナが構築されているホストOSが（設定によっては）インターネットに公開されているため、継続的な攻撃を受けやすい点です。

ただし、ホストOSを頻繁にパッチ適用・更新することで、このリスクを軽減し、全体的な攻撃対象領域領域を縮小することが可能です。

2. アプリケーションの依存関係とライブラリの問題

アプリケーションには、既知の脆弱性を持つ可能性のある、様々なサブアプリケーションライブラリや依存関係が含まれている場合があります。コンテナをスキャンすることで、こうした部分を認識し、更新することができます。場合によっては、依存関係（Tensorflow など）から研究者による脆弱性が継続的に報告され、アプリケーションへの不正アクセスを可能にするため、頻繁な更新とスキャンが必要になることもあります。

3.設定ミスと安全でないデフォルト設定

コンテナにおける脆弱性の多くは、開発者がデフォルト値やプレースホルダーのシークレット・設定を安全なものに置き換えない場合に発生します。代表的な例として、WordPressのような既知のCMSがベースイメージにハードコードされたデフォルトパスワードを使い続けるアプリケーションが挙げられます。デフォルト認証情報の脆弱性は、攻撃者がアプリケーションロジックを理解・破る時間を費やす必要がないため、攻撃者に好まれる脆弱性クラスの一つです。

4. サプライチェーンリスクと改ざんされたベースイメージ

サプライチェーン攻撃が最近急増しています（最近のXZ攻撃など）。コンテナに依存する企業の多くは、パブリックレジストリから直接イメージを使用しています。ベースイメージがレジストリから削除され、悪意のあるものに置き換えられると、システムは容易に侵害される可能性があります。もう一つの方法は、開発者がイメージをインポートする際にスペルミスを犯す場合です。例えば、Pythonの代わりにPythonを使用するなどです。攻撃者は通常、スペルミスを含むイメージをパブリックレジストリにプッシュし、開発者がミスを犯すのを待ち構えています。

コンテナセキュリティスキャンのプロセスとは？

コンテナセキュリティスキャンのプロセスには、コンテナ化されたアプリケーションのセキュリティ維持に最終的に寄与するいくつかの重要なステップが含まれます。

このコンテナセキュリティスキャンのプロセスを分解してみましょう：

1. 静的解析手法

最初のタイプは、オフラインモードでコンテナイメージをスキャンし、ベースイメージ、アプリケーションコード、依存関係に脆弱性がないかをチェックします。これは脆弱性データベースやセキュリティアドバイザリを用いて行われることが一般的です。静的コード解析は、問題を早期段階で特定し、デプロイされるコンテナイメージに既知のセキュリティ脆弱性が含まれていないことを保証するのに役立ちます。

2. 動的解析手法

もう一つの解析手法は動的解析であり、自動化ツールまたはセキュリティエンジニアが稼働中のコンテナを分析し、実行中のコンテナ内に存在する脅威を特定します。これにより、セキュリティインシデントが発生した時点で確実に検出し対処することが可能になります。 つまり、動的分析は、実行中のコンテナの動作や相互作用を監視することで、第二の防御ラインとして機能するのです。

3.CI/CD パイプラインへのスキャンの統合

CI/CD パイプラインを通じて行われるデプロイメントには、セキュリティスキャンが組み込まれており、コンテナの脆弱性や設定ミスを徹底的にスキャンします。コンテナセキュリティスキャンソリューションを CI/CD パイプラインに統合することで、組織は安全で開発、デプロイされた環境を実現することができます。

4.スキャン結果の解釈と修正措置

コンテナセキュリティスキャンが完了したら、次のステップは結果を解釈し、脆弱性やリスクに対処するための措置を講じることです。スキャン結果の分析に役立つ要素を見ていきましょう。

5. コンテナセキュリティスキャンレポートの理解

コンテナセキュリティスキャンレポートは、発見された脆弱性、設定ミス、コンプライアンス問題に関する詳細情報を提供します。これらのレポートは修正対策において重要であり、理解することが不可欠です。つまり、スキャンレポートを確認することで、組織は懸念領域を把握し、対応策を講じることができるのです。

6. 脆弱性の優先順位付け

すべての脆弱性が同等の重要性を持つわけではなく、同じ方法で対処すべきではありません。複数の脆弱性が発見された場合、リスク要因を考慮し、企業に最も大きな損害をもたらす可能性のある脆弱性を優先すべきです。重大な脆弱性を最初に解決することで、組織は最も危険なリスクを排除し、その過程でコンテナ化されたアプリケーションを保護できます。

7. 脆弱なコンポーネントのパッチ適用と更新

脆弱性管理には、脆弱性が特定されたすべての侵害されたコンポーネントへのパッチ適用と更新が必要です。これにはベースイメージ、アプリケーションライブラリ、依存関係の更新が含まれます。コンポーネントの頻繁なパッチ適用と更新は、安全なインフラストラクチャの構築に役立ちます。

8.コンテナ設定の強化

コンテナ強化プロセスは、コンテナ内で発見された設定ミスを修正するために使用されます。また、適切なセキュリティ基準が適用されていることを保証するためにも使用されます。セキュリティ基準には、安全なパスワードの使用、不要なアクセスの回避、機密情報の保護などが含まれます。コンテナの強化は、コンプライアンスの観点からも企業にとって重要です。

コンテナセキュリティスキャンの利点

コンテナセキュリティスキャンは、セキュリティ態勢の強化を目指す企業に様々な利点を提供します。主な利点をいくつか見ていきましょう：

1. セキュリティ強化: コンテナセキュリティスキャンは脆弱性や設定ミスを特定・対処し、コンテナ化アプリケーションのセキュリティ向上に寄与します。これにより組織はセキュリティ問題への対応において事後対応から事前対応へと転換でき、侵害発生の可能性を低減します。
2. コンプライアンス: コンテナセキュリティスキャンソリューションが提供するコンプライアンスチェックは、業界標準の動向を把握し、規制当局への準拠を維持するのに役立ちます。
3. 侵害の防止: スキャンプロセスはデータ侵害の防止に役立ちます。企業が適切なコンテナセキュリティスキャンを導入していれば、開発者が安全でないコンテナをデプロイすることは絶対に許されないからです。
4. 継続的監視: 稼働中のコンテナを常時追跡することで、実行中または進行中の脅威への対応が容易になります。ランタイム監視は、コンテナとその動作を継続的に評価するため、さらなる保護層となります。
5. リソース配分の最適化: コンテナセキュリティスキャンは、企業全体のリソース配分を改善し、セキュリティ管理に関連するコスト削減に貢献します。

コンテナセキュリティスキャンのベストプラクティス

コンテナを安全に使用するためには、開発者は一連のベストプラクティスに従う必要があります。効果的なコンテナセキュリティスキャンに関する主なベストプラクティスを以下に示します。

#1. 大規模な導入環境におけるセキュリティスキャンの拡張

コンテナを導入に利用する大企業では、さまざまなソリューションを使用してコンテナセキュリティスキャンプロセスを自動化することが重要です。大規模なアプリケーションの場合、企業は開発者に依存してコンテナ内の問題を発見したり、新しいCVEを監視したり、コンテナ経由で機密情報が漏洩・流出していないかを確認し続けることはできません。企業は、コンテナをレジストリに登録する段階からインターネットに公開する段階（本番環境へのデプロイ）まで、コンテナのライフサイクル全体を保護するための自動化パイプラインを構築すべきです。

#2.セキュリティと開発スピードのバランス

アジャイル手法が主流となる現代では、企業は迅速なリリースを志向しますが、アプリケーションのデプロイ時には適切なセキュリティ対策が実施されていることが重要です。開発者がアプリケーションを迅速にリリースしようとすると、APIキーのハードコーディング、デバッグモードの無効化、セキュリティ対策の追加などのミスを犯しがちです。企業はCI/CDパイプラインにコンテナセキュリティスキャンソリューションを導入し、開発チームとDevOpsチームにセキュリティ対策に関するトレーニングを実施することで、コンテナの安全性を確保できます。

#3. 継続的モニタリングと自動修復

継続的なスキャンとその後の制御により、新たな脅威が発生した際（リアルタイムで）追跡し、自動的に排除するプロセスが実現します。これには、実行時モニタリングの問題への対応や、自動化されたパッチ適用・更新プロセスの構築も含まれます。これにより組織は、セキュリティインシデントの継続的な監視と自動修復を徹底し、迅速な対応を保ちながら安全な状態を維持できます。

#4. セキュアなコンテナレジストリの導入

コンテナを多用する企業にとって、危険な未承認コンテナイメージの使用を削減するセキュアなコンテナレジストリへの投資は不可欠です。イメージの署名、アクセス制御対策の実施、既知の脆弱性に対する定期的なレジストリスキャンによってこれを実現できます。コンテナアーティファクトの使用は、開発者が悪意のあるイメージを使用したり、タイポスクワッティング攻撃の被害に遭ったりしないことも保証します。

結論

コンテナ化されたアプリケーションをスキャンし、そのリスク態勢を改善する上で、コンテナセキュリティスキャンは極めて重要な活動です。リスク、設定ミス、コンプライアンス問題を指摘することで、セキュリティスキャンはコンテナのセキュリティ強化と攻撃発生確率の低減に貢献します。

より優れたカバレッジとセキュリティを実現するには、コンテナセキュリティスキャンソリューションをCI/CDパイプラインに組み込み、不安全なコンテナが本番環境に展開されるのを防ぎ、企業の背中に標的を作らないようにすることが重要です。

FAQs

コンテナセキュリティスキャンとは何ですか？

コンテナセキュリティスキャンとは、コンテナイメージおよび稼働中のコンテナをスキャンし、脆弱性、設定上の問題、コンプライアンス違反を検出するプロセスです。コンテナセキュリティスキャンの目的は、コンテナがあらゆる脆弱性から保護されていることを保証し、それによって金銭的損失や評判の毀損といった企業への深刻な損害を回避することにあります。

コンテナスキャンでは何を検出できますか？

コンテナスキャンは、アプリケーションが使用するベースイメージと依存関係における脆弱性、設定ミス、コンプライアンス違反を特定できます。また、コンテナが出荷（またはデプロイ）される前に、セキュリティ上の脅威の特定やコンテナのセキュリティ状態の判断を支援します。

DevSecOpsにおけるコンテナスキャンとは何ですか？

DevSecOpsにおけるコンテナスキャンとはとは、コンテナが本番環境にデプロイされる前にセキュリティ問題を早期に特定することを目的として、アプリケーション開発パイプラインにコンテナスキャンを組み込むことを指します。

コンテナ脆弱性スキャンとは何ですか？

コンテナ脆弱性スキャンとは、脅威アクターによる攻撃や機密情報（PII）への不正アクセスを防ぐため、コンテナ内の脆弱性を特定する体系的かつ多段階のプロセスと定義できます。

コンテナセキュリティにはどのツールが使用されますか？

コンテナセキュリティで使用可能なツールには、Docker Security ScanningとClairがあります。これらのツールは、コンテナ化されたアプリケーションのリスク発見、設定ミスの特定、コンプライアンス問題への対応を通じて、徹底的なコンテナセキュリティを実現します。