Kubernetesセキュリティリスク：知っておくべき10の脆弱性

Kubernetesセキュリティの4つのCと最大の弱点を解説。Kubernetesのセキュリティリスクを発見し迅速に対処するための解決策も紹介します。

Kubernetes は分散システムの実行、デプロイ、管理においてはるかに効率的なプラットフォームを提供します。そのため、開発プロセスの合理化に適した手段を求める組織にとって、Kubernetes は第一選択肢かつ頼れるソリューションとなっています。

しかし、その堅牢なアーキテクチャと特性にもかかわらず、Kubernetes には独自のセキュリティ上の課題も存在します。この投稿では、Kubernetes の複雑な環境とデプロイプロセスに起因する、考慮すべきセキュリティ上の懸念事項をいくつか紹介します。また、Kubernetesセキュリティの重要性とセキュリティベストプラクティスの理解についても検証します。

次に、Kubernetesセキュリティの4つのCと、Kubernetesの最大の欠点について解説します。この投稿では、Kubernetes のセキュリティリスクや問題を発見し、迅速に修正するのに役立つソリューションをご紹介します。

Kubernetesセキュリティの重要性

攻撃の潜在的なリスクに先手を打つためには、ITインフラを保護するセキュリティ対策の実施が重要です。Kubernetesはアプリケーションのデプロイ、スケーリング、管理を容易にします。これらのシステムの多くは金融関連であり、例えば取引アプリケーションやeコマースアプリなどが該当します。これらのアプリケーションを円滑に稼働させるためには、高度なセキュリティ対策の優先化が不可欠です。

Kubernetesクラスターが侵害された場合、深刻な損害が生じ、システムに重大な影響を及ぼす可能性があります。例えば、侵害が発生すれば組織の評判が危機に晒される恐れがあります。これは、人々が組織が提供するサービスを信頼しなくなる可能性があるためです。その結果、既存顧客と潜在的な新規顧客の両方を失う可能性があります。

Kubernetesセキュリティは、攻撃による資金損失を防ぐため、アプリケーション保護に重要です。攻撃は顧客のクレジットカード情報や個人健康データなどの保存データ漏洩を引き起こす可能性もあります。この侵害は、顧客資金の窃取や訴訟といったさらなる損害につながる恐れがあります。

Kubernetesセキュリティは、アプリケーションのセキュリティ状態に関するより深い洞察を提供します。潜在的なリスクを明らかにし、Kubernetesおよびそのコンテナ内の脆弱性を発見します。Kubernetesセキュリティを導入することで、組織はアプリケーション障害のリスクを低減できます。

Kubernetesコンテナのセキュリティに対する積極的なアプローチは、設定ミスや一貫性の欠如など、その他の脆弱性を明らかにします。開発者がユーザーやアカウントに機密データや管理操作への過剰な権限を誤って付与するケースがあります。これは重大な損害を引き起こし、迅速に特定されなければサイバー攻撃の潜在的要因となります。

Kubernetesセキュリティは、攻撃者がアプリケーションの脆弱な部分を悪用するのを防ぐのに役立ちます。

Kubernetesセキュリティリスクトップ10

組織がKubernetesを採用し続けるにつれ、セキュリティリスクは増加し続けており、アプリケーションを脆弱性から確実に保護するセキュリティ対策の実施が必要となっています。Kubernetesはデフォルトでは安全ではないため、不適切な設定や誤った構成のKubernetesコンテナは脆弱性を生み出し、システムを攻撃に晒す可能性があります。

本セクションでは、特に順不同で主要なKubernetesセキュリティリスクについて解説します。

1. 機密情報の管理不備

パスワードやトークンなどの機密データは、Kubernetesにおいて「シークレット」と呼ばれる方法で保存されます。これは、実際、権限のない個人や組織による機密データへの無制限なアクセスを保護する効率的な方法です。しかし、これらのシークレットが適切に管理されていない場合、システムが脆弱になり、不正アクセスを受けやすくなる可能性があります。

シークレットの不適切な管理により、攻撃者がAPIキーやその他の機密データにアクセスし、特定の機能を実行できるようになる可能性があります。

考えられる解決策

1. 機密データをシークレットとして保存する前に、常に暗号化してください。
2. デフォルトでは、Kubernetesはシークレットの暗号化を提供しませんが、設定可能です。
3. また、シークレットデータへのアクセスを制限するためのアクセス制御を設定する必要があります。これにより、不正アクセスを制限し、脆弱性を制御することができます。

2.ロールベースのアクセス制御の不適切な実装

ロールベースアクセス制御 (RBAC) は、ユーザーの立場に基づいてアプリケーション内で権限を付与するために実装されるセキュリティ手法です。例えば、管理者は組織内で上位の立場にあるため、アプリケーションの一般ユーザーよりも多くの権限を持ちます。

適切に実装されれば、RBAC は特定の機能へのアクセスを適格なユーザーのみに制限することを保証します。管理者ユーザーと一般ユーザーの場合と同様に、管理者ユーザーは重要な設定を変更する権限を持つ一方、一般ユーザーにはその変更権限がない可能性があります。

RBACの実装が不適切な場合、セキュリティ侵害につながる可能性があります。これにより、権限のないユーザーが管理者の役割にアクセスできてしまう恐れがあります。

可能な解決策

1. 過度に寛容なRBACポリシーの使用を避ける。
2. 特定のリソース向けにRBACポリシーを設計し、権限のある関連ユーザーに割り当てる。
3. RBACポリシーの露出範囲を縮小する。これにより、ソフトウェア開発ライフサイクル内のデータにアクセスできるのは関連する役割を持つ者のみとなる。

3. デプロイメントワークロードの設定ミス

この種の脆弱性リスクは、ワークロード設定に誤設定がある場合に発生します。この脆弱性を利用すると、攻撃者はクラスターネットワークにアクセスし、深刻な損害を引き起こします。

考えられる解決策

1. SentinelOne などのインフラストラクチャ・アズ・コードツールを採用し、宣言的にデプロイメントを定義・管理する。
2. 設定ファイルへのハードコードされた認証情報の記載を避ける。
3. デプロイメントパイプラインを CI/CD ツールと統合します。これにより、設定ミスの検出が自動化され、設定エラーが減少します。

4.不十分なクラスタ監視と監査

クラスタ監視とログ監査は、潜在的な脅威や攻撃インシデントを検知する洞察を提供します。これにより組織は、アプリケーションの脆弱性が本格的な攻撃に発展する前に特定・修正できます。

監視が不十分で不適切だと、潜在的な脅威インシデントの検知が困難になります。その結果、脅威インシデントの検知が遅れ、対応決定も遅れることになります。脅威に対して積極的に対応する代わりに、組織は攻撃が発生してから検知されるまで待たざるを得なくなる可能性があります。

考えられる解決策

1. 異常や脅威行動の可能性を確認することが重要です。これにより脆弱性が悪用される前にタイムリーに検知できます。
2. クラスターの安全性を維持するため、クラスターの状態を監視・監視する必要があります。
3. セキュリティデータを収集し、アプリケーションのセキュリティ状態と態勢を分析すべきです。

5. ネットワークアクセス制御の設定ミス

Kubernetesでは、ポッドはクラスター外の外部アドレスへの接続が許可されています。これによりポッド間の通信やリソース共有が可能になります。しかし、ポッド間の接続レベルを保護するため、ネットワークアクセス制御ポリシーが実装されています。これらのポリシーは、クラスター内のポッドが他のポッドと通信する方法を制限します。

ネットワークアクセス制御の設定が誤っていると、クラスターがすべてのソースからアクセスおよび接続可能になります。これにより、攻撃者は接続されたクラスター内でポッドからポッドへリソースにアクセスする権限を得ることが可能になります。

考えられる解決策

1. クラスタリソースへのアクセスを制限および制御するネットワークポリシーを実装する。
2. 個人ではなくロールに基づいてネットワーク権限を割り当てる。各役割には明確に定義されたアクセス権限を設定する。
3. ネットワークリソースへのアクセス前に追加の認証要素の提供をユーザーに要求する。

6. 無制限のリソース要求

単一のKubernetesリクエストで実行可能な要求数を常に制限することが重要です。リソース要求の方法に制限がない場合、コンテナやその他のリソースのセキュリティが脅かされる可能性があるためです。例えば、リクエスト数が利用可能なリソースを上回ると、ノード内でリソース不足が発生します。

考えられる解決策

1. リソース要求を正確に計算・割り当てし、誤用や悪用を防止する。
2. 自動スケーリングを実装し、必要に応じて動的にリソースを追加し、需要減少時には削減する。
3. 効率的なメモリ管理技術を導入し、未使用リソースを回収する。

7. 脆弱なイメージ

セキュリティ対策が施されていないコンテナイメージの使用は、アプリケーションのデプロイや実行の遅延や遅滞につながる重大なリスクをもたらします。セキュリティ対策が施されていないコンテナイメージには、マルウェア、古いソフトウェア、設定ミスなどの脆弱性が含まれている可能性があります。これにより、セキュリティ侵害やパフォーマンスの問題が発生する可能性があります。

考えられる解決策

1. SentinelOne などの脆弱性スキャンツールを使用して、コンテナイメージのセキュリティ脆弱性をデプロイ前に自動的に検出する。
2. イメージ署名ツールを使用して、コンテナイメージの真正性をデプロイ前に検証する。
3. 古いバージョンやサポートされていないバージョンのコンテナイメージの使用は避けてください。

8.安全でない Kubernetes API

Kubernetes API の使用には、重要なセキュリティ対策が必要です。これは、攻撃者が保護されていない API エンドポイントを悪用して組織のシステムにアクセスする可能性があるため、遵守することが重要です。これにより、分散型サービス拒否攻撃やインジェクション攻撃など、いくつかの攻撃につながる可能性があります。これらの攻撃はシステムに深刻な影響を与え、データ損失やデプロイの遅延を引き起こす可能性があります。

考えられる解決策

1. データへのアクセスを許可する前にAPIを検証する、非常に強力なAPI認証アプローチを実装する。
2. トランスポート層セキュリティを強制し、API通信を暗号化する。これによりクライアントとAPIサーバー間の全通信が暗号化される。
3. APIレート制限を設定し、悪用やDoS（サービス拒否）攻撃を防ぐ。

9. 実行時の許可型エラー

脆弱な許可ポリシーを持つコンテナイメージが存在すると、実行時に攻撃者がクラスター全体にアクセスする可能性があります。実行時に割り当てられる特権の数を制限または防止する保護原則を実装することが重要です。これは、Kubernetesコンテナがワークノード上で実行され、オペレーティングシステムによって制御されるためです。特権の種類をチェックする原則がない場合、実行時に脆弱性が生じる可能性があります。

考えられる解決策

1. 厳格な権限ポリシーを使用して、実行時ワークロードを制御するルールを適用する。
2. アプリケーションを実行するユーザーまたはグループに対して、ファイルとディレクトリが適切な読み取り、書き込み、実行権限を持つことを確認する。
3. 実行時の権限チェックに関するコードをレビューする。アプリケーションがクラッシュせずに権限関連のエラーを適切に処理することを確認する。

10. 不適切なデータ保存とアクセス制限

KubernetesのStatefulSetリソースを使用すると、データ分析や機械学習ツールなど、シンプルでスケーラブルな様々なアプリケーションやツールをKubernetesにデプロイできます。ただし、ポリシーを実装するとポッドデータへのアクセスが制限される点に注意が必要です。これはKubernetesのストレージが外部システムによって提供されるためであり、データが誰でもアクセス可能な状態にならないよう確保する必要があります。

考えられる解決策

1. データを保存する前に暗号化することを確認してください。これはデータを安全に保つための良い慣行です。
2. データへのアクセス制御には常に最小権限の原則を活用する。
3. 機密データを分類し、より強固なセキュリティ対策を実施する。

Kubernetesセキュリティのベストプラクティス5選

• クラスタへのアクセスを制御するための適切なネットワークポリシーを実装する。 適切なネットワーク制御ポリシーを整備することで、チームや組織は異常を検知できます。このポリシーは、攻撃者がクラスターリソースにアクセスするのを防ぐのに役立ちます。このポリシーの実装は、3つの識別レベル（ネームスペース、IPブロック、許可されたポッド識別子）に基づいて行われます。このポリシーを適切に実装することで、ポッドを監視し、適切な権限を持つエンティティのみにアクセスを許可できます。
• ゼロトラストアーキテクチャを採用する。 ゼロトラストアーキテクチャは、クラスターネットワークに送信されるリクエストを常に検証するセキュリティ手法です。Kubernetesクラスターとノードは相互通信可能なため、攻撃者はこの機能を利用してクラスター間で攻撃を拡散させる可能性があります。接続されたノードからのリクエストであっても、ネットワークリクエストの正当性を確認するセキュリティ機能を導入することが重要です。
• 強力な監視および監査ポリシーを実施する。 包括的な監視によりKubernetesクラスターを多角的にチェックし、既存および潜在的な脆弱性を特定します。この手法により脆弱なクラスターを特定し、さらなる悪用を防ぐ迅速な対応が可能になります。
• コンテナイメージを活用する。 コンテナイメージは、コンテナ作成に必要な全コンポーネントを含む不変のファイルです。不変性により、オリジナルコンテナの伝送に極めて有用です。これは、コンテナイメージが実行時の変更を防止するためです。
• シークレット管理には安全な手法を使用する。シークレットには、クラスターやノードへのアクセス権を付与する可能性のある機密性の高いデータが含まれます。このデータの一部はAPIキーやアクセスキーです。攻撃者が保存されたシークレットを悪用すると、より高い権限を制御し、甚大な損害を与える可能性があります。Kubernetesシークレットの暗号化を実装することが重要です。この手法により、シークレットが可視化されず、人間が読み取れない状態が保証されます。

まとめ

Kubernetesはコンテナ化プラットフォームの構築・運用に広く採用されている基盤です。設定と使用が容易なため、組織はコンテナアプリケーションのオーケストレーションにこれを好んで利用します。

簡便さには、アプリケーションを保護するためのベストプラクティスの実装が必要となります。Kubernetesは容易なセットアップを目的に構築されているため、それなりのセキュリティ上の課題も抱えています。本記事では、Kubernetesセキュリティの重要性、Kubernetes利用に伴うリスク、およびいくつかのセキュリティベストプラクティスについて解説しました。

FAQs

Kubernetesセキュリティの4つのCとは何ですか？

4つのCとは、クラウド、コード、クラスター、コンテナを指します。

• クラウド

クラスターがプライベートデータセンターで構築されるかクラウドプロバイダーで構築されるかにかかわらず、基盤となるインフラストラクチャを保護するセキュリティのベストプラクティスを実施することが重要です。

• コード

安全でないコードは、攻撃者がKubernetes環境を悪用する機会を提供します。適切な管理が優先されない場合、攻撃者はクラスターのシークレットにアクセスできる可能性があります。コードベース内でシークレットを適切な暗号化なしに公開すると、誰でも閲覧可能となり、脆弱性につながる悪しき慣行です。

• クラスタ

Kubernetes API の適切な設定の実施は、Kubernetes クラスタのセキュリティ対策の一つです。クラスタを構成するアプリケーションの安全な環境を維持・構築するためには、適切な設定を行うことが重要です。

• コンテナ

コンテナのセキュリティでは、ユーザーに過度に寛容な役割を付与しないよう、Kubernetes コンテナのコンポーネントを設定します。特定のユーザーに過剰な権限や特権を付与すると、そのユーザーが攻撃を受けた際にシステム全体が危険に晒される可能性が高まります。したがって、Kubernetesコンテナにおいてこうした設定ミスやその他の潜在的な脆弱性を常にスキャンすることが重要です。

Kubernetesの最大の欠点は何か？

組織はコンテナ化されたアプリケーションのデプロイやスケーリングのためのコンテナオーケストレーションとしてKubernetesを第一選択肢として利用していますが、それでもなお、それなりの欠点は存在します。Kubernetesの最大の欠点の1つは、そのデフォルト設定にあります。デフォルトでは、Kubernetesは安全に設定されていません。そのため、Kubernetesコンテナを設定する際には、セキュリティ上の考慮事項を真剣に受け止めることが重要です。

これにはクラスターリソースの継続的な保護が必要であり、時間がかかり複雑になる可能性があります。Kubernetesのセキュリティには、将来の潜在的なリスクを検出するための一連のチェックと監視が必要です。Kubernetesはアプリケーションを保護するために使用できるセキュリティ機能を提供していますが、それらはデフォルトでは有効化されていません。

Kubernetesの単純な使用法は、コンテナイメージのセキュリティリスク、ランタイムの脆弱性、クラスターの設定ミスなど、いくつかの課題をもたらしています。