現代のクラウドネイティブアプリケーションにおいて、Kubernetesなしでは考えられません。しかし、それには複雑なセキュリティ上の課題も伴います。Kubernetes環境をランタイム脅威から守り、重要なワークロードを危険から遠ざける方法を学びましょう。
Kubernetesは、コンテナ化されたアプリケーションのデプロイ、スケーリング、管理を自動化するオープンソースプラットフォームです。Kubernetesがソフトウェアの構築とデプロイの方法に革命をもたらしたと言っても過言ではありません。複数のホストにまたがる複雑なアプリケーションをオーケストレーションする能力により、Kubernetesはクラウドベースアプリケーションの標準となっています。
アプリケーションの複雑化が進み、そのコンポーネントが分散・相互接続されるにつれて、攻撃対象領域も拡大します。SDLC（ソフトウェア開発ライフサイクル）の全段階およびその先までを保護することが重要となります。そこで、コードから クラウドセキュリティ への移行が重要になります。コンテナイメージやKubernetesコントロールプレーンを悪意ある攻撃から保護することも同様に重要です。本記事では、Kubernetesを実行時に保護する方法に焦点を当てます。
Kubernetesランタイムセキュリティとは？
Kubernetesランタイムセキュリティとは、Kubernetesクラスター内で実行中のコンテナ化されたアプリケーションを保護する手法を指します。ランタイムセキュリティは、デプロイ後の段階で発生する可能性のある脅威からアプリケーションを保護します。
Kubernetesランタイムセキュリティが重要な理由
アプリケーションは開発段階で厳格なセキュリティチェックを受け、コンテナイメージの安全性を確保するための措置が講じられていても、脆弱性が本番環境に潜り込む可能性があります。Kubernetesのランタイムセキュリティは、そのような脆弱性を即座に検知し対処することを保証します。
厳格にスキャンされたコンテナイメージでさえ、実行時に悪用される可能性のある脆弱性を抱えている場合があります。感染したコンテナはホストシステム内で特権を取得しようとする可能性があり、悪意のある攻撃者はコンテナやノード間で横方向の移動を試みて被害を拡大させようとします。Kubernetesランタイムセキュリティは、これらの問題に対処するために必要不可欠です。
Kubernetesランタイムセキュリティの重点領域
- 動的環境保護:Kubernetesではワークロード構成が絶えず変化します。ランタイムセキュリティはこの動的環境に適応し、リアルタイム保護を提供する必要があります。
- きめ細かなネットワーク制御:侵入者の横方向移動を防ぐには、コンテナ通信の精密な制御が必要です。
- サプライチェーン攻撃の防止:デプロイ前の悪意あるコードの検出と、実行時におけるイメージの定期的なセキュリティ評価は、Kubernetesランタイムセキュリティ対策の目標の一つです。
- 迅速なインシデント対応: Kubernetesのランタイムセキュリティは、侵害発生時にセキュリティチームやビジネスユーザーが迅速にインシデント対応を開始できるようにする必要があります。
Kubernetesランタイムセキュリティの脅威
Kubernetesクラスター内で実行中のアプリケーションを保護するために、Kubernetesランタイムセキュリティが不可欠な理由については既に説明しました。このセクションでは、Kubernetesにランタイムセキュリティが必要な様々な脅威要因について解説します。アプリケーションが実行時に直面する主なセキュリティ脅威は、大きく5つのカテゴリーに分類できます。
コンテナレベルの脅威
これは個々のコンテナに起因する脆弱性を指します。これらの脆弱性はアプリケーションだけでなくホストシステムも侵害する可能性があります。コンテナレベルのセキュリティ問題は様々な種類が存在します。
- イメージ脆弱性:コンテナやホストシステムのセキュリティを侵害する可能性のある、ソフトウェアのイメージまたは設計図内の欠陥は、すべてイメージ脆弱性です。これは、古いソフトウェアパッケージ、不適切な設定、または悪意のあるコードに起因する可能性があります。デプロイ前の脆弱性スキャンでは通常、すべてのイメージ脆弱性が検出されますが、例外も存在します。&
- 権限昇格: 悪意のある攻撃者がコンテナへのアクセス権を取得した場合、脆弱性を悪用したり、コンテナが保持する不要な権限を利用したりして、アクセス権を昇格させようとする可能性があります。
- エスケープの試み: コンテナは、その内容をホストシステムから隔離するように設計されています。これがコンテナ利用の目的の半分です。しかし、ハッカーはコンテナレベルの実行時脆弱性を悪用して、隔離からの脱出を試みることがあります。
- 悪意のあるコードの注入： 攻撃者は実行中のコンテナに悪意のあるコードを注入し、クラスタの他の部分に拡散させる可能性があります。
ホストレベルの脅威&
- ホストの侵害:コンテナをホストする物理マシンまたは仮想マシンが侵害された場合、攻撃者がコンテナを標的にするために必要な足掛かりを与える可能性があります。
- リソースの乱用： コンテナが意図的または意図せずに過剰なリソースを消費すると、サービス拒否（DoS）を引き起こす可能性があります。コンテナがCPUサイクルを過剰に使用している場合や、ネットワークトラフィックの送受信が過剰な場合などが該当します。これらの問題はシステムの不安定化やサービス拒否を引き起こす可能性があります。これは、DDoS攻撃、データ流出、または暗号通貨マイニングの攻撃経路となる可能性があります。
クラスタレベルの脅威
クラスタレベルの脅威は、個々のコンテナではなく、Kubernetesクラスタ全体（そのすべてのノードと内部に含まれるアプリケーション）を標的とします。このような攻撃はクラスタを機能停止させる可能性があり、クラスタ内で実行中のすべてのアプリケーションが利用不能になる結果を招きます。
- 不正アクセス: Kubernetes APIへの不正アクセス権限を持つ悪意のある攻撃者がリソースを悪用する可能性があります。
- API悪用:正当なユーザーが Kubernetes API を悪用し、損害や混乱を引き起こす可能性があります。
- シークレットの盗難: Kubernetes シークレットには、API キー、パスワード、SSH キー、OAuth トークンなどの機密情報が保存されます。これらのシークレットが漏洩すると、重大な脅威となる可能性があります。
- 横方向の移動:攻撃者はクラスター内のコンテナ間を移動し、感染を拡散させることが可能です。
ネットワークレベルの脅威
ノードと外部システム間の通信チャネルにおける脆弱性は、様々な種類のネットワークレベルの脅威を構成する可能性があります。
- アウトバウンドトラフィック: 制御されていないアウトバウンドトラフィックは、データ漏洩や情報暴露を引き起こし、不正アクセスやデータ窃盗につながる可能性があります。
- 中間者攻撃（MitM攻撃）:暗号化されていないネットワーク通信はすべて、中間者攻撃の標的となります。
- DoS攻撃： ハッカーは偽のトラフィックでネットワークを氾濫させ、クラスターの運用を妨害できます。
その他の脅威
- サプライチェーン攻撃： ソフトウェアのサプライチェーンに対する攻撃は、複数のコンテナに影響を及ぼす可能性があります。例えば、マルウェアの注入によって行われる場合があります。
- 内部者脅威：悪意のある従業員は、クラスターへの特権アクセスを悪用して損害を与える可能性があります。
Kubernetesランタイムセキュリティはこれらの課題にどう対処するか？
様々な脅威要因がコンテナ、クラスター、さらにはKubernetesクラスターを実行するホストコンピュータを危険に晒す仕組みについて説明しました。本セクションでは、Kubernetesのランタイムセキュリティを確保するために導入可能な防御メカニズムに焦点を当てます。
ネットワークセキュリティ
- ネットワークポリシー:ポッドとサービス間の明確かつ細粒度の通信ルールにより、不正アクセス、盗聴、中間者攻撃の可能性を低減します。
- ネットワークセグメンテーション:ワークロードを小さなネットワークセグメントに分離することで、攻撃対象領域を封じ込め、侵害の潜在的な影響を制限できます。&
- 流入・流出制御: クラスターへの流入トラフィックと流出トラフィックを管理することで、外部からの脅威やデータ流出から保護します。
脅威の検知と防止
- 侵入検知・防止システム（IDPS）:IDPSはネットワークトラフィックを監視し、不審な活動や異常を検知し、脅威をリアルタイムでブロックします。
- セキュリティ情報イベント管理（SIEM）:クラスタ全体のセキュリティイベントを相関分析し、潜在的な脅威を特定します。
アクセス制御
- ロールベースのアクセス制御(RBAC): 必要なリソースのみにアクセスを許可し、特権アクセスには時間制限を設けます。
- シークレット管理:セキュリティと可用性を維持するには、集中管理されたアクセス制御を備えたシークレットの暗号化リポジトリが必要です。
リソース保護
- リソースクォータと制限: CPU、メモリ、その他のリソースの使用に制限を設けることは、リソース枯渇やDoS攻撃を防ぐために重要です。
- 監視: リソース使用状況を継続的に追跡し、アラート機構を設けることで、リソースの乱用を防ぐことができます。
イメージと依存関係のセキュリティ
- イメージスキャン:コンテナイメージの脆弱性を継続的に分析することで、侵害されたソフトウェアのデプロイを防止し、ランタイムの脅威からも保護します。
- 依存関係管理：古くなった、または侵害された依存関係は、悪用可能なセキュリティギャップをもたらす可能性があります。依存関係を最新の状態に保つことで、このような問題を防止します。
インシデント対応
- インシデント対応計画: セキュリティインシデントを封じ込め、脅威を迅速に排除するための事前定義された計画を持つことは、ダウンタイムの削減とセキュリティインシデントの効果的な対処に役立ちます。
- セキュリティ自動化:インシデント対応 の定型手順を自動化することで、対応時間の短縮、人的ミスの排除、修復プロセスの強化が図れます。
Kubernetes ランタイムセキュリティ実装のための 5 つのベストプラクティス
柔軟性とスケーラビリティとともに、Kubernetes はいくつかの固有のセキュリティ上の課題をもたらします。Kubernetes セキュリティ の主要コンポーネントについてはすでに説明しました。以下のベストプラクティスを実践することで、Kubernetes環境における堅牢なランタイムセキュリティを実現できます。
1. 最小権限の原則を徹底する
ユーザーやサービスアカウントに対して、必要最小限のアクセス権限と許可を与えることが、最小権限の原則の中核を成します。これを実装する最善の方法は、「決して信頼せず、常に検証する」というシンプルなモットーに従うゼロトラストアーキテクチャを採用することです。これにより、企業ネットワークの内外を問わず、全面的な検証が導入されます。
2. イメージのセキュリティに焦点を当てる
コンテナイメージと依存関係の健全性は、常に監視する必要があります。堅牢な修正サイクルによる定期的な脆弱性スキャンが必要です。実行時の変更を防ぐために、不変のコンテナイメージを使用することは良い考えです。
3.ランタイムアプリケーション自己保護（RASP）の使用
RASP は、アプリケーションの動作をリアルタイムで詳細に可視化します。異常を検知し、悪意のある入力をブロックしたりセッションを終了させたりすることで、脅威要素に対抗するための必要な措置を講じることができます。
RASPは正当な活動と悪意のある活動を区別できるため、誤検知が減少します。RASPを導入することは大きなメリットをもたらします。
4. 強固なネットワークセキュリティ対策
ネットワークセグメンテーション、イングレッセおよびエグレッセ制御の実装、ネットワークトラフィックの暗号化といった対策は、ネットワーク通信を保護する上で極めて重要です。&
5. セキュリティ文化の構築
信頼性の高いCI/CD統合により、セキュリティをSDLCに組み込みます。これにより脆弱性評価の継続的なサイクルが確立されます。従業員への役割ベースのトレーニング提供は、セキュリティ準備度を測定するための定期的な内部・外部監査の実施と同様に不可欠です。これらの実践は、より優れたランタイムセキュリティにつながります。
Kubernetesランタイムセキュリティツール
Kubernetes環境のランタイムセキュリティ実装を支援する商用・オープンソースの多様なツールが存在します。本セクションではその一部を紹介します。
1.SentinelOne
SentinelOneは、Singularityという包括的なクラウドセキュリティプラットフォームを提供しています。Kubernetes Sentinelはこのプラットフォームのコンポーネントです。コンテナの事前スキャンを、実行時監視に置き換えます。Kubernetesのランタイムセキュリティを自動化する最良の選択肢の一つです。
2. Falco
Falcoはコンテナとホストの異常を検知するオープンソースツールです。Kubernetesのランタイムを監視し、異常な動作を検知するとアラートを発します。
3. Kube-hunter
もう一つのオープンソースツールであるKube-hunterは、クラスター構成の脆弱性を特定するために特別に設計されています。
4. Kube-bench
このツールは、CIS Kubernetes Benchmarkに基づく標準化されたセキュリティベストプラクティスに対してKubernetesクラスターをチェックします。
これら以外にも、ArmoやPalo Alto Networksなど、Kubernetes関連のセキュリティ問題を解決できる人気の商用ツールが存在します。
SentinelOneによるKubernetesランタイムセキュリティ
SentinelOneは、真に包括的なクラウドネイティブセキュリティプラットフォームの提供に注力しています。Kubernetesランタイムセキュリティおよびコンテナセキュリティ全般は、その取り組みにおいて非常に重要な部分を占めています。&
SentinelOneはクラウドワークロード専用のエージェントを備え、Kubernetesクラスターの実行環境をリアルタイムで監視します。継続的な脆弱性分析により、SentinelOneは本番環境におけるアプリケーションのセキュリティ態勢を良好な状態に保ちます。Kubernetesクラスターの保護はアプリケーションセキュリティにおいて重要な役割を担い、SentinelOneはこれを適切に実現します。SentinelOneのSingularity Cloud Workload Securityは、コンテナ化されたワークロードをゼロデイ攻撃やランサムウェアなどのランタイム脅威から保護します。
SentinelOne Singularity Data Lake は、セキュリティアナリストがインシデント調査に必要な可視性を提供し、対応時間を短縮し、脅威ハンティングを支援します。
コンテナ向けクラウドワークロードエージェントの主な機能
- Amazon Linux 2023を含む主要なLinuxディストリビューション14種をサポート
- Snyk 統合（別途購入が必要）
- Docker、コンテナ、cri-o ランタイムをサポート
- カーネルモデル不要、自動スケーリング保護、リアルタイムCWPP
- セルフマネージドおよびマネージドK8sサービス
- 安定性とパフォーマンスを実現するeBPFアーキテクチャ
- 調査とインシデント対応（IR）を加速し、Workload Flight Data Recorder™による脅威ハンティングを強化
KubernetesセキュリティにSentinelOneを採用するビジネス上の総合的なメリット
- セキュリティ運用の効率化による業務停止時間の削減
- リソース利用率の最適化
- 業界規制やコンプライアンス要件への対応支援
要点をまとめると
本記事では、Kubernetesランタイムセキュリティの重要性について考察しました。
- イメージの脆弱性からネットワークレベルの攻撃まで、コンテナ環境を脅かすリスク要因について議論しました。
- Kubernetesランタイムセキュリティがこれらの脅威要因に対処する方法を議論しました。
- 強力なアクセス制御の実装、堅牢なネットワークポリシー、セキュリティ文化の構築といった必須のベストプラクティスについて議論しました。
- SentinelOneを活用した継続的モニタリングとランタイムアラート管理について議論しました。
結論
Kubernetesクラスターは、コンテナ化を利用する現代のアプリケーションの大半の中核を成しています。悪意のある攻撃者は、不正アクセスを取得しクラスター内で横方向に移動するために、コンテナを標的とすることがよくあります。Kubernetesランタイムセキュリティは、コンテナイメージにセキュリティ脆弱性が存在せず、コンテナが不変であり、アプリケーションにランタイムセキュリティ脅威やランタイムセキュリティリスクが潜んでいないことを保証します。
Kubernetesランタイムセキュリティへの多面的なアプローチには、ネットワークセキュリティ、アクセス監視とセキュリティ制御、イメージセキュリティなどが含まれます。高品質なRASPメカニズムの採用はセキュリティ担当者の負担軽減につながります。最終的にSentinelOneのようなツールは、コンテナセキュリティおよびクラウドセキュリティ全体からストレスを取り除きます。
Kubernetes ランタイムセキュリティに関するよくある質問
Kubernetesランタイムセキュリティは、コンテナ化されたアプリケーションとクラスターを、ビルドやデプロイ時だけでなく、実行中も保護します。予期しないプロセス、ファイル変更、ネットワーク接続などの異常な動作を監視し、脅威をリアルタイムでブロックまたは警告します。
このレイヤーは、イメージスキャンや設定ミスをすり抜けた攻撃を捕捉し、動的な環境でスケールや変更が行われる中でも稼働中のワークロードの安全性を確保します。
イメージスキャンや厳格な設定があっても、脅威はコンテナ起動後にのみ発生する可能性があります。攻撃者はマルウェアをイメージに潜入させたり、設定ミスのあるポッドを介してアクセス権を取得し、横方向に移動したり権限を昇格させたりする可能性があります。ランタイムセキュリティは、こうしたアクティブな脅威が発生した瞬間に検知・阻止する最終防衛ラインであり、データ窃取、サービス停止、クラスター全体の侵害を防止します。
Kubernetesのランタイムセキュリティは、ワークロード保護（ポッドやコンテナの異常動作監視）、トラフィック制御ポリシーによるネットワークセキュリティ、認証情報を守るシークレット管理をカバーします。さらに、フォレンジック分析のための監査ログ、リアルタイム脅威検知エンジン、拡散前に不審な活動を自動的に遮断または隔離するポリシー適用ツールも含まれます。
典型的なランタイム脅威には、コンテナがホストリソースにアクセスするために脱走する権限昇格攻撃、イメージ内部で起動する隠蔽マルウェア、API悪用による不正なコンテナ起動、設定ミスのポッドからのシークレット窃取などがあります。攻撃者はまた、カーネルやランタイムの脆弱性を悪用してコンテナ間を移動したり、リソースを大量に消費するプロセスでノードを機能停止に追い込んだりします。
ルート権限なしでコンテナを実行し、–privilegedフラグの使用を避けてください。ポッド間の通信を制限するネットワークポリシーを適用します。監査ログを有効化し、異常を監視します。軽量でリアルタイムな異常検知にはeBPFベースまたはエージェントレスツールを活用してください。
ランタイムポリシーを定期的に見直し、インシデント対応プレイブックをテストしてください。最後に、重要なワークロードを隔離し、シークレットへのアクセスを許可されたポッドのみに制限してください。