Kubernetesセキュリティには、Kubernetesインフラストラクチャとアプリケーション、データが不正アクセスやその他のセキュリティ脅威から保護されるよう保証するセキュリティポリシーが含まれます。Kubernetesセキュリティテストとは、K8s環境で使用されるバックエンド保護/セキュリティ手法を確認し検証するプロセスです。
このブログでは、Kubernetes セキュリティテストと、いくつかの重要な領域に焦点を当てるべき理由について完全に理解することができます。ブログの後半では、Kubernetes アーキテクチャ、一般的な脆弱性のリスト、および組織が Kubernetes のセキュリティ体制全体を改善するためのベストプラクティスの一部として使用できるテスト方法論について検討します。
Kubernetes セキュリティテストとは？
Kubernetes セキュリティテストとは、Kubernetes 環境のさまざまなレイヤーが安全な対策を提供していることを確認し、認証するプロセスです。クラスタ、ノード、ポッド、ネットワーク構成など、Kubernetes インフラストラクチャのさまざまな要素を調査し、セキュリティ上の問題や脆弱性の潜在的な経路がないことを確認します。
これは、セキュリティチームがアクセス制御、ネットワークポリシー、コンテナ構成などを検証することから始める種類のテストです。これは、Kubernetes環境が認証されていないアクセス、データ侵害、運用プロセスに潜在的な損害をもたらす可能性のあるその他のセキュリティ脅威の被害に遭わないようにするためです。
Kubernetesのセキュリティテストの重要性:
- 脆弱性の発見: 定期的なテストは、攻撃者に悪用される前にセキュリティ上の弱点を特定する唯一の方法です。
- コンプライアンス:多くの業界では遵守すべき特定のセキュリティ基準が存在し、テストはコンプライアンス達成を支援します。
- データの保護: Kubernetesクラスター内で保存・処理される機密データを保護します。
- 運用安定性: 適切なテストを実施しない場合、侵害は通常の業務運営に重大な混乱をもたらす可能性があります。
- 評判保護: 安全なKubernetes環境を維持することで、組織のイメージを損なうデータ侵害やサービス中断を回避できます。
Kubernetesの一般的なセキュリティ脆弱性
Kubernetes環境は複数のセキュリティ課題に直面しています。Kubernetes環境のセキュリティに影響を与える可能性のある5つの一般的な脆弱性を以下に示します：
設定ミス
YAMLファイルやAPIオブジェクトは、Kubernetes設定ミスの主な原因です。これには、ダッシュボードの最小化不足、過剰なポッドセキュリティポリシー、不十分なネットワークポリシーなどが含まれます。例えば、AlwaysPullImagesアドミッションコントローラーを、その実行時の影響を理解せずに有効化するといった単純なミスも挙げられます。これにより、設定ミスによる不正アクセス、データ漏洩、リソースの悪用が可能になります。
コンテナイメージの脆弱性
動的セキュリティスキャンだけでは不十分です。コンテナイメージは既知の脆弱性を持つ古いソフトウェアに基づいて構築される可能性があるためです。これによりコンテナへの不正アクセスが発生したり、ハッカーが悪意のあるコードを実行する機会を与えたりすることがあります。攻撃者はベースイメージやアプリケーション依存関係（脆弱なバージョンのOpenSSLなど）の既知のCVE、あるいは古いシステムライブラリを標的にする可能性があります。公開リポジトリには脆弱性のある、信頼できない、または検証されていないイメージが多数存在し、Kubernetes環境に脆弱性が注入されるリスクを高める可能性があります。
ネットワークセキュリティ上の問題点
Kubernetesにおける一般的なネットワークセキュリティリスクは、ネットワークポリシーの設定ミスやサービスの露出に関連しています。これにより、ポッドが不正な手段で、さらには外部ソースからもネットワークにアクセスできる可能性があります。誤って使用されたNetworkPolicyリソースや設定ミスのCNIプラグインは、意図しないネットワーク経路を開く可能性があります。
アクセス制御の脆弱性
Kubernetes の アクセス制御 脆弱性は、一般的に誤設定された RBAC ポリシーや管理不十分なサービスアカウントによって発生します。これには、特権昇格や機密リソースへの不正アクセスを可能にする手法が含まれます。この種の脆弱性を注入する一般的な方法は、過度に許可的なClusterRolesの定義や、誤ったRoleBindingsのオーケストレーションです。脆弱なアクセス制御により、ユーザーやサービスは意図しない操作（クラスタ全体の設定変更や他ネームスペースのデータへのアクセスなど）を実行できてしまいます。
シークレット管理の不備
これらは Kubernetes シークレットであり、機密情報を保持するため非常に慎重に管理する必要があります。バージョン管理システム内のシークレットの平文保存や etcd の脆弱な暗号化は、機密データの漏洩を引き起こす可能性があります。高セキュリティ環境では、etcd が提供するデフォルトの暗号化では不十分であり、保存時の追加暗号化が必要です。シークレットの不適切な取り扱い（例：環境変数やログとしてマウント）も意図しない情報漏洩の原因となります。
Kubernetesセキュリティテストチェックリスト
本チェックリストは、Kubernetesセキュリティテスト実施時に重点を置くべき主要領域を概説します：
#1. クラスターレベルのセキュリティチェック
これには、認証メカニズムやアドミッションコントローラーを含むAPIサーバー設定の検証、およびRBACポリシーの適切な実装と最小権限原則の遵守状況の確認が含まれます。また、etcdの暗号化とアクセス制御の評価、PodSecurityPoliciesやNetworkPoliciesなどのクラスター全体のリソースの正確性の検証も必要です。
このタスクには、スケジューラやコントローラマネージャーを含むコントロールプレーンコンポーネントの設定評価、およびコントロールプレーンコンポーネント間の安全な通信の検証も含まれます。さらに、ネームスペースによるシステムワークロードとユーザーワークロードの適切な分離を確認し、クラスターのアップグレードプロセスとバージョン互換性を評価する必要があります。
#2. ノードレベルのセキュリティチェック
これには、kubelet設定やコンテナランタイムのセキュリティオプションを含むノード構成の検査が含まれます。続いて、ノードの認証・認可メカニズムの検証、OSの適切な強化状態の確認、不要なサービスの排除を行います。
ノードレベルのネットワーク構成とファイアウォールルールの評価、ノードリソースの割り当てと制限の評価、セキュアブートと完全性メカニズムの評価も含まれます。適切なワークロードスケジューリングのためのノードラベルの検証、コンテナストレージドライバの適切な構成の確認、ノードコンポーネントとコンテナ間の適切な分離の確認でこれらのチェックは完了します。
#3.ポッドおよびコンテナのセキュリティチェック
これには、ユーザー/グループ ID、機能、seccomp プロファイルを網羅するポッドセキュリティコンテキストの検証、コンテナイメージのソースとスキャンプロセスの検証、コンテナの適切なリソース制限と要求の確認が含まれます。また、ポッド間およびポッドとサービス間のアカウント関連付け、読み取り専用ルートファイルシステムや機能制限解除などのコンテナランタイム設定、環境変数やコマンド引数内の機密情報の検証も必要です。
さらに、このタスクには、init コンテナとサイドカーパターンの適切な使用の確認、コンテナのヘルスチェックと再起動ポリシー、ポッドのディスラプションバジェット、サービス品質（QoS）設定の評価、高可用性設定のためのポッド反親和性ルールの適切な使用、ポッドセキュリティ標準ポリシーの実装も含まれます。
#4.ネットワークセキュリティチェック
適切なセグメンテーションと最小権限アクセスがネットワークポリシーリソースで実現されているかを確認します。ポッドおよびネームスペースレベルでの流入・流出制御を確認します。流入リソースおよびサービスにおける適切な TLS 設定を確認します。使用されている場合は、サービスメッシュの実装を評価します。CNI プラグインの設定とネットワークオーバーレイのセキュリティを評価します。異なるネットワークネームスペース間の適切な分離を確認します。DNS 設定と DNS ベースの攻撃の可能性を確認します。ネットワークトラフィックの暗号化メカニズム（ポッド間通信を含む）を評価する。
kube-proxy設定に潜在的な誤設定がないか検証する。サービスアカウントと連携したネットワークポリシーの適切な使用を確認する。外部ロードバランサーとそのセキュリティ設定が適切に実装されていることを確認します。
#5. サービスアカウントとシークレット管理のチェック
トークン自動マウント設定を含む、サービスアカウントの適切な設定と使用を確認します。サービスアカウントに関連付けられたRBACバインディングを検証します。デフォルトのサービスアカウントに付与されている不要な権限がないか確認してください。
保存時および転送時の暗号化を含む、シークレット管理の実践を評価してください。該当する場合は、外部シークレット管理システムの適切な使用を確認してください。シークレットローテーションポリシーとその実装を確認してください。
クラウド環境向けのポッド識別メカニズムの使用を評価してください。シークレット注入メカニズムの適切な設定を確認する。アプリケーションコードや設定にハードコードされた認証情報やトークンがないか確認する。
#6. 監視とアラートに関するチェック
メトリクスの収集と保存を含む、監視ソリューションの適切な実装を確認する。セキュリティ関連イベントのアラートルールの設定を評価する。セキュリティ情報イベント管理（SIEM）システムとの適切な統合を確認する。
セキュリティ関連メトリクスとログのカバレッジを評価する。監視およびアラートシステムへの適切なアクセス制御を確認する。異常検知メカニズムの実装を確認する。
監査ログの設定と監視システムとの統合を評価する。セキュリティログおよびメトリクスの適切な保持およびアーカイブポリシーを確認する。不正アクセス試行やポリシー違反などの重大なセキュリティイベントに対する適切なアラートを確認する。
CNAPPマーケットガイドKubernetes セキュリティテストのメリット
Kubernetes セキュリティは、脅威の検出からコストの最適化に至るまで、組織に複数のメリットをもたらします。その一部を以下に示します。
1. 脅威検知能力の強化
セキュリティ分析により、従来では検知・防止が困難だった潜在的な脆弱性や脅威を発見できます。これにより、組織は設定ミス、不適切なアクセス制御、その他のセキュリティ脆弱性が悪用される前に発見することが可能になります。定期的なテストにより、環境コンポーネントの変更や新たな攻撃ベクトルによって生じる新たなゼロデイ脆弱性にも対応できます。
2. コンプライアンスの向上
セキュリティテストを実施することで、組織は規制要件や業界標準への準拠が可能になります。これは、コンプライアンス監査において重要な、セキュリティ管理と実践の証拠となります。結局のところ、コンプライアンスとは、暗号化やテストだけではありません。特定のデータ保護、アクセス制御、その他のセキュリティメカニズムが、GDPR、HIPAA、PCI DSS などの必須のコンプライアンスフレームワークの一部となっています。
3.攻撃対象領域の縮小
Kubernetes セキュリティテストは、これらの脆弱性を検出して排除し、クラスタの 攻撃対象領域 を大幅に削減します。これにより、望ましくない公開サービスが排除され、過剰な権限を慎重に削除することで、ネットワークをより強固に成長させることができます。攻撃者は、Kubernetes 環境で攻撃しやすい部分を見つけることさえ困難になります。
4. 運用上の安定性
定期的なセキュリティテストは、Kubernetes 上のデプロイメントの安定性を確保するのにも役立ちます。セキュリティ上の問題を特定し対処する組織は、正当なセキュリティイベントに伴うダウンタイムを回避できます。これにより、Kubernetesアプリケーションはより高い稼働率、優れたパフォーマンス、信頼性の高いサービス提供を実現します。
5.コスト最適化
効果的なセキュリティテストは、組織のKubernetesデプロイメントコストを最適化します。テストの主な利点は、設定ミスやリソースの過剰プロビジョニングを特定し、最終的にコンピューティングリソースをより効率的に活用できる機会を得られることです。さらに、この予防的なテストによってセキュリティ侵害を防止できれば、インシデント対応、データ損失、評判の毀損に関連する高額な費用を抑えられます。
Kubernetesセキュリティテストのベストプラクティス
効果を最大化するため、企業が従うべきベストプラクティスを以下に示します：
1. 継続的セキュリティテストの実現
セキュリティテストを自動化し、CI/CDパイプラインに組み込むことで、セキュリティチェックが常に実行されるようにします。Kubernetesネイティブのセキュリティスキャナーとポリシーエンフォーサーを用いて、クラスター構成、コンテナイメージ、ネットワークポリシーを継続的に評価します。デプロイプロセスに自動セキュリティテストを統合し、本番環境に影響が出る前に脆弱性を検出します。
2. 多角的なテスト戦略の採用
K8s関連の問題の大半を網羅するため、複数のセキュリティテスト手法を組み合わせて活用する。これには、Kubernetes設定・YAML・Dockerイメージの静的解析、稼働中のKubernetesクラスターにおける動的テスト、実環境攻撃を模倣したペネトレーションテストなど、包括的なアプローチが含まれる。セキュリティ問題の最大カバー率を実現するため、自動ツールと手動テスト手法を併用する。
3.テスト知識とツールの最新化
最新のKubernetesバージョンと推奨事項に基づき、セキュリティテストツールとベストプラクティスを更新する。脆弱性およびセキュリティテストに使用するデータベース/ベンチマークを最新状態に維持する。Kubernetes固有の新たな脅威ベクトルや脆弱性を追跡する。セキュリティチームに対し、最新のKubernetes機能とそのセキュリティ上の影響について常に情報を提供し続ける。
4. 発見事項の収集・優先順位付け・修正
テストで発見されたセキュリティ問題を優先順位付けし修正するための方法論を確立する。リスクベースのアプローチより合理的な戦略は、影響度の高い脆弱性の修正を優先し、特定のベクトルから着手することです。すべてのセキュリティ問題の発見事項について、修正を追跡・修正・検証する仕組みを確立します。重大な脆弱性の修正にはSLAを適用し、合意された期間内にパッチ適用または再構成を完了させます。
5. チーム間の連携
セキュリティ、開発、運用チーム間のセキュリティテスト協働を促進する。開発者をセキュリティテストプロセスに参画させ、セキュリティとベストプラクティスに関する意識向上を図る。運用チームと連携し、セキュリティテストが本番環境に悪影響を与えないようにします。セキュリティテストの結果を議論し、チーム間で修正作業を調整するための適切な連絡経路を確立します。
Kubernetesセキュリティテストの課題
Kubernetesは驚くべき利点を提供しますが、K8sインフラ全体に対するセキュリティテストの実施は困難な作業となり得ます。企業が直面する課題のいくつかを考察しましょう：
1.Kubernetes環境の複雑性
Kubernetesは複数のコンポーネント、設定、依存関係が組み込まれたかなり複雑なシステムです。ここで議論すべき核心はセキュリティテストの複雑性です。テスターは異なるKubernetesオブジェクト間の相互依存関係、ネットワークポリシー、セキュリティ制御の対応関係について深い理解を持つ必要があります。Kubernetes は非常に動的で、定期的に変更や更新が行われるため、テストが難しくなります。
2. スケーラビリティとパフォーマンスの要因
セキュリティテストのための Kubernetes クラスタは、時間とリソースを消費する可能性があります。フルスキャンやテストはクラスタのパフォーマンスに影響を与え、高いレイテンシを引き起こす可能性があります。セキュリティ要件を満たしながら運用効率を維持することは困難な課題です。そのため、テスターは本番サーバーへの影響を最小限に抑えながらセキュリティチェックを実行する方法を習得する必要があります。
3.絶え間ない変化に一歩先んじる
Kubernetesとその関連エコシステムの急速な開発ペースは、新バージョン、新機能、セキュリティパッチを継続的にリリースするもので、決して緩やかなものではありません。セキュリティテストツールや手法も、これらに合わせて頻繁に変更する必要があります。新機能に対応したテスト環境、セキュリティベンチマーク、テストケースの更新には、継続的な労力とリソースがかかります。
4. マルチクラウドおよびハイブリッド環境での作業
多くの組織では、複数のクラウドプロバイダーにまたがって、あるいはハイブリッドクラウドとオンプレミスの構成で Kubernetes を導入しています。インフラストラクチャが多様であることも、セキュリティテストの複雑さを増す要因となっています。テスターは、クラウド中心のセキュリティ制御やネットワーク設定の差異、および異なるコンプライアンス要件を考慮する必要があります。異なる環境間でセキュリティテストのコンプライアンスを一貫して達成することが最大の課題です。
5.コンテナ固有の要件
K8sテストでは、コンテナ関連の脆弱性や設定ミスに対処するとともに、コンテナイメージの種類から実行時のセキュリティ、そして分離メカニズムに至るまでのセキュリティテストを実施する必要があります。これらは直接テストする必要があり、そのためにはテスターが適切な手法を知っていることが求められます。
Kubernetesセキュリティテストの自動化方法
動的な環境におけるセキュリティ維持のため、Kubernetesセキュリティテストの自動化は重要です。プロセスはCI/CDパイプラインへのセキュリティスキャンツールの組み込みから始まります。これらのツールはKubernetesマニフェスト、コンテナイメージ、クラスター構成を自動的に検査し、セキュリティ脆弱性や設定ミスを特定します。ビルドおよびデプロイプロセスには、KubesecやKube-benchなどの一般的なオープンソースツールを組み込み、継続的なセキュリティフィードバックを提供できます。
これらの非機能要件をプログラム的に適用する際、Open Policy Agent（OPA）などのポリシー・アズ・コードフレームワークを通じて同意ポリシーを自動化します。これにより、インフラストラクチャの拡張とセキュリティ確保のための堅牢な基盤が提供されます。これにより組織は、すべてのKubernetesクラスターにわたりセキュリティポリシーを自動で作成・適用する手段を獲得します。チームはセキュリティ基準をコードとして定義することで、アプリケーションライフサイクル全体にわたるバージョン管理、テスト、適用が可能になります。
継続的な監視とアラートは、実行時のセキュリティ脅威をリアルタイムで検出する上で、自動テストと同様に重要です。異常な活動やポリシー違反に対するアラートを有効化することで、セキュリティチームは潜在的なセキュリティ問題をタイムリーに対処できるようになります。SIEMシステムとの統合により、Kubernetesドメイン全体でのセキュリティイベントの相関分析と解析機能が強化されます。
SentinelOneによるKubernetesセキュリティとテスト
SentinelOne は、リアルタイムの脅威検出と対応のための自律型アーキテクチャを含む完全なセキュリティスタックにより、Kubernetes ワークロードを保護します。Kubernetes クラスタ、ノード、コンテナの可視性を提供し、脅威の特定と解決のプロセスを迅速化します。
自動化された脅威ハンティング
SentinelOne は、機械学習アルゴリズムを活用し、クラスター内の異常な動作を検知します。この機能により、通常は見逃されがちな潜在的な脅威、エラー、悪意のある操作を検出することが可能です。
ランタイム保護と脆弱性管理
本ツールはコンテナセキュリティ向けに実行時保護と脆弱性管理を提供します。コンテナイベントを厳重に監視し、セキュリティポリシーを適用し、不正な操作を拒否します。SentinelOneのCI/CDとコンテナレジストリの統合により、デプロイ前にコンテナイメージの脆弱性を自動的にスキャン・特定する機能が提供されます。
集中管理とレポート機能
SentinelOneのKubernetesセキュリティソリューションには集中管理とレポート機能が組み込まれており、セキュリティチームはKubernetes環境全体の対応状況を一覧で確認できます。プラットフォームはコンプライアンス監視/検証およびセキュリティ監査向けに、カスタマイズ可能なダッシュボードと詳細なレポートを提供します。
自動化されたインシデント対応
SentinelOneのKubernetesセキュリティソリューションのもう一つの注目すべき特長は、自動化されたインシデント対応です。脅威を確認すると、該当する場合、プラットフォームは影響を受けたコンテナやノードを自動的に隔離する措置も講じます。これにより横方向の移動を抑制し、結果としてセキュリティインシデントの潜在的な深刻度を軽減します。
結論
コンテナオーケストレーションを何らかの形で利用している組織にとって、Kubernetesセキュリティテストは極めて重要です。これにより、Kubernetesエコシステム全体におけるセキュリティ上の問題、設定ミス、脅威を可視化できます。結果として攻撃対象領域が大幅に縮小され、K8sセキュリティテストを実施するだけで組織のセキュリティ態勢を大幅に向上させることが可能です。&
複雑化・拡大を続けるKubernetes環境においては、セキュリティ監査を定期的に自動化して実施することが不可欠です。この予防的措置はセキュリティインシデントを防ぐだけでなく、業界コンプライアンスや規制への準拠も保証します。
FAQs
Kubernetesセキュリティテストとは、Kubernetesクラスターで実施されたセキュリティ設定をテストし検証することを意味します。具体的には、ノード、ポッド、クラスター、ネットワーク構成など、Kubernetes インフラストラクチャの各要素を検証し、潜在的なセキュリティ脆弱性や弱点を特定することを意味します。
Kubernetes環境における一般的なセキュリティリスクには、クラスター設定やリソースの誤設定、コンテナイメージの脆弱性、ネットワークポリシーの不適切な設定などのネットワークセキュリティ問題が含まれます。その他のリスクとしては、誤設定されたRBACポリシー、シークレット管理の不備、安全でないAPIサーバー設定など、アクセス制御の脆弱性が挙げられます。
Kubernetesセキュリティテストを実施するには、まず自動スキャンツールを使用して設定ミスや脆弱性を確認します。Kubernetesの設定とポリシーを手動でレビューし、現実世界の攻撃をシミュレートするペネトレーションテストを実施します。ネットワークトラフィックとポリシーを分析し、アクセス制御と認証メカニズムを確認し、コンテナイメージのセキュリティを評価します。
SentinelOneはKubernetes環境向けのセキュリティソリューションを提供し、統合されたセキュリティテストと監視機能を備えています。そのプラットフォームは高度な機械学習アルゴリズムを活用し、Kubernetesクラスター、ノード、コンテナ全体にわたる異常、設定ミス、脆弱性を検出します。SentinelOneのソリューションには、自動化された脅威検知と対応、コンテナのランタイム保護、コンテナイメージの脆弱性スキャン、集中管理およびレポート機能が含まれます。
KubernetesにおけるRBAC（ロールベースアクセス制御）とは、組織内の個々のユーザーの役割に基づいてKubernetesリソースへのアクセスを規制する方法です。RBACをテストするには、RBACポリシーとロール定義を確認し、ユーザーおよびサービスアカウントへのロールの適切なバインディングを検証します。
Kubernetesでコンテナイメージを保護するには、攻撃対象領域を縮小するために最小限のベースイメージを使用し、定期的にイメージの脆弱性をスキャンします。CI/CDパイプラインに安全なイメージビルドプロセスを実装し、信頼できる検証済みのイメージソースを使用します。イメージ署名と検証メカニズムを実装し、コンテナをrootとして実行しないようにします。