Wat is Kubernetes Runtime Security? Tools & best practices

Het is moeilijk om je een moderne cloud-native applicatie voor te stellen zonder Kubernetes. Dit brengt echter complexe beveiligingsuitdagingen met zich mee. Leer hoe je je Kubernetes-omgeving kunt beschermen tegen runtime-bedreigingen en je kritieke workloads uit de gevarenzone kunt houden.

Het is moeilijk om je een moderne cloud-native applicatie voor te stellen zonder Kubernetes. Dit brengt echter een aantal complexe beveiligingsuitdagingen met zich mee. Leer hoe u uw Kubernetes-omgeving kunt beschermen tegen runtime-bedreigingen en uw kritieke workloads uit de gevarenzone kunt houden.

Kubernetes is een open-sourceplatform waarmee u de implementatie, schaalbaarheid en het beheer van gecontaineriseerde applicaties kunt automatiseren. Het is niet verkeerd om te zeggen dat Kubernetes een revolutie teweeg heeft gebracht in de manier waarop software wordt gebouwd en geïmplementeerd. Het kan complexe applicaties over meerdere hosts heen coördineren – een mogelijkheid die Kubernetes tot de standaard voor cloudgebaseerde applicaties heeft gemaakt.

Met de toenemende complexiteit van applicaties en de gedistribueerde en onderling verbonden aard van hun componenten, nemen ook de aanvalsoppervlakken toe. Het wordt belangrijk om elke fase van de SDLC en daarbuiten te beveiligen. Dat is waar Code to Cloud Security om de hoek komt kijken. Het is net zo belangrijk om containerimages en het Kubernetes-besturingsvlak te beveiligen tegen kwaadwillige aanvallen. Dit artikel gaat over hoe u Kubernetes tijdens runtime kunt beveiligen.

Wat is Kubernetes-runtime-beveiliging?

Kubernetes runtime security verwijst naar het beveiligen van gecontaineriseerde applicaties terwijl ze binnen een Kubernetes-cluster worden uitgevoerd. Runtime security zorgt ervoor dat applicaties worden beschermd tegen bedreigingen die zich na de implementatie kunnen voordoen.

Waarom is Kubernetes Runtime Security belangrijk?

Hoewel applicaties tijdens de ontwikkelingsfasen grondige beveiligingscontroles ondergaan en er maatregelen worden genomen om ervoor te zorgen dat containerimages veilig zijn, kunnen er toch kwetsbaarheden in de productiefase sluipen. Runtime security voor Kubernetes zorgt ervoor dat dergelijke kwetsbaarheden onmiddellijk worden gedetecteerd en aangepakt.

Zelfs grondig gescande containerimages kunnen kwetsbaarheden bevatten die tijdens runtime mogelijkheden voor misbruik bieden. Een geïnfecteerde container kan proberen privileges te verkrijgen binnen het hostsysteem, of kwaadwillende actoren kunnen pogingen ondernemen om laterale bewegingen tussen containers en knooppunten te maken om de schade te vergroten. Kubernetes-runtime-beveiliging is noodzakelijk om deze problemen aan te pakken.

Belangrijkste aandachtsgebieden van Kubernetes-runtime-beveiliging

• Dynamische omgevingsbescherming: De workloadconfiguraties veranderen voortdurend in Kubernetes. Runtime-beveiliging moet zich aanpassen aan deze dynamiek om realtime bescherming te bieden.
• Granulaire netwerkcontrole: Nauwkeurige controle over de communicatie tussen containers is noodzakelijk om laterale bewegingen van indringers te voorkomen.
• Supply chain-aanvallen voorkomen: Het detecteren van kwaadaardige code vóór implementatie en regelmatige beveiligingsbeoordeling van images tijdens runtime is een van de doelstellingen van Kubernetes runtime-beveiligingspraktijken.
• Snelle incidentrespons: Runtime-beveiliging voor Kubernetes moet beveiligingsteams of zakelijke gebruikers in staat stellen om snel een incidentrespons te starten in geval van een inbreuk.

Beveiligingsrisico's voor Kubernetes tijdens runtime

We hebben al besproken waarom beveiliging tijdens runtime van Kubernetes essentieel is om een applicatie te beschermen die binnen een Kubernetes-cluster draait. In dit gedeelte bespreken we de verschillende bedreigingsfactoren die runtime-beveiliging voor Kubernetes noodzakelijk maken. De belangrijkste beveiligingsrisico's waarmee applicaties tijdens hun runtime te maken hebben, kunnen worden onderverdeeld in vijf brede categorieën.

Bedreigingen op containerniveau

Dit verwijst naar kwetsbaarheden die hun oorsprong vinden in een individuele container. Deze kwetsbaarheden kunnen zowel de applicatie als het hostsysteem in gevaar brengen. Er kunnen verschillende soorten beveiligingsproblemen op containerniveau zijn.

1. Beeldkwetsbaarheden: Elke fout in het beeld of de blauwdruk van de software die de beveiliging van de container of het hostsysteem in gevaar kan brengen, is een beeldkwetsbaarheid. Deze kan het gevolg zijn van een verouderd softwarepakket, onveilige configuraties of kwaadaardige code. Vulnerabiliteitsscans vóór de implementatie brengen meestal alle beeldkwetsbaarheden aan het licht, maar er kunnen uitzonderingen zijn.
2. Privilege-escalatie: Als een kwaadwillende actor toegang krijgt tot een container, kan hij proberen zijn toegang te escaleren door misbruik te maken van een kwetsbaarheid of door te profiteren van onnodige privileges die de container met zich meebrengt.
3. Ontsnappingspogingen: Containers zijn ontworpen om hun inhoud geïsoleerd te houden van het hostsysteem – dat is de helft van het nut van het gebruik van containers. Hackers kunnen echter misbruik maken van kwetsbaarheden op containerniveau om te proberen te ontsnappen uit hun opsluiting.
4. Injectie van kwaadaardige code: Aanvallers kunnen kwaadaardige code introduceren in actieve containers, waardoor deze zich mogelijk verspreidt naar andere delen van het cluster.

Bedreigingen op hostniveau

1. Compromittering van de host: Als de fysieke of virtuele machine waarop de container wordt gehost, wordt gecompromitteerd, kan dit aanvallers de voet aan de grond geven die ze nodig hebben om containers aan te vallen.
2. Misbruik van bronnen: Een container die opzettelijk of onopzettelijk buitensporig veel bronnen verbruikt, kan leiden tot een denial-of-service. Een container kan te veel CPU-cycli gebruiken of te veel netwerkverkeer verzenden en ontvangen. Deze problemen kunnen leiden tot instabiliteit van het systeem en denial-of-service. Dit kan een aanvalsvector zijn in de vorm van een DDoS-aanval, gegevensdiefstal of cryptomining.

Bedreigingen op clusterniveau

Bedreigingen op clusterniveau richten zich op een volledig Kubernetes-cluster – alle knooppunten en de daarin opgenomen applicaties – in plaats van op een individuele container. Een dergelijke aanval kan een cluster mogelijk uitschakelen, waardoor alle apps die binnen het cluster draaien, niet meer beschikbaar zijn.

1. Ongeautoriseerde toegang: Kwaadwillende actoren met ongeautoriseerde toegang tot de Kubernetes API kunnen misbruik maken van de resources.
2. Misbruik van API: Legitieme gebruikers kunnen de Kubernetes API misbruiken om schade of verstoringen te veroorzaken.
3. Diefstal van geheimen: Kubernetes Secrets slaat gevoelige informatie op, zoals API-sleutels, wachtwoorden, SSH-sleutels, OAuth-tokens, enz. Het blootstellen van deze geheimen kan een grote bedreiging vormen.
4. Laterale beweging: Aanvallers kunnen zich tussen containers binnen een cluster verplaatsen en zo de infectie verspreiden.

Bedreigingen op netwerkniveau

De kwetsbaarheden in de communicatiekanalen tussen knooppunten en externe systemen kunnen verschillende soorten bedreigingen op netwerkniveau vormen.

1. Uitgaand verkeer: Ongecontroleerd uitgaand verkeer of uitgaand verkeer kan leiden tot gegevenslekken en blootstelling, wat kan leiden tot ongeoorloofde toegang of gegevensdiefstal.
2. Man-in-the-middle (MitM)-aanvallen: Alle niet-versleutelde netwerkcommunicatie is vatbaar voor man-in-the-middle-aanvallen.
3. DoS-aanvallen: Hackers kunnen een netwerk overspoelen met vals verkeer om de werking van clusters te verstoren.

Andere bedreigingen

1. Aanvallen op de toeleveringsketen: Een aanval op de softwaretoeleveringsketen kan gevolgen hebben voor meerdere containers. Dit kan bijvoorbeeld gebeuren door middel van malware-injectie.
2. Bedreigingen van binnenuit: Medewerkers met kwaadwillige bedoelingen kunnen hun bevoorrechte toegang tot het cluster misbruiken om schade aan te richten.

Hoe kan Kubernetes Runtime Security deze uitdagingen aanpakken?

We hebben besproken hoe verschillende bedreigingsfactoren containers, clusters en zelfs de hostcomputers waarop Kubernetes-clusters draaien, in gevaar brengen. In dit gedeelte gaan we in op de verdedigingsmechanismen die u kunt inzetten om de runtime-beveiliging van Kubernetes te waarborgen.

Netwerkbeveiliging

• Netwerkbeleid: Goed gedefinieerde en gedetailleerde communicatieregels tussen pods en services verminderen de kans op ongeoorloofde toegang, afluisteren en man-in-the-middle-aanvallen.
• Netwerksegmentatie: U kunt de aanvalsoppervlakken beperken en de potentiële impact van een inbreuk beperken door workloads te isoleren in kleinere netwerksegmenten.
• Ingang- en uitgangscontroles: Het beheren van inkomend en uitgaand verkeer van en naar het cluster helpt bij de bescherming tegen externe bedreigingen en gegevenslekken.

Detectie en preventie van bedreigingen

• Inbraakdetectie- en preventiesystemen (IDPS): Een IDPS kan netwerkverkeer controleren op verdachte activiteiten en afwijkingen en bedreigingen in realtime blokkeren.
• Beveiligingsinformatie- en gebeurtenissenbeheer (SIEM): Dit kan beveiligingsgebeurtenissen in het cluster met elkaar in verband brengen om potentiële bedreigingen op te sporen.

Toegangscontrole

• Op rollen gebaseerde toegangscontrole (RBAC): Door alleen toegang te verlenen tot de direct benodigde bronnen met tijdparameters wordt geprivilegieerde toegang beperkt.
• Beheer van geheimen: Een versleutelde opslagplaats van geheimen met gecentraliseerde toegangscontrole is noodzakelijk voor het handhaven van de veiligheid en beschikbaarheid.

Bescherming van bronnen

• Quota's en limieten voor bronnen: Het is belangrijk om limieten in te stellen voor het gebruik van CPU, geheugen en andere bronnen om uitputting van bronnen en DoS-aanvallen te voorkomen.
• Monitoring: Door het gebruik van resources continu bij te houden en een waarschuwingsmechanisme te hebben, kan misbruik van resources worden voorkomen.

Beveiliging van afbeeldingen en afhankelijkheden

• Beeldscanning: Door containerbeelden continu te analyseren op kwetsbaarheden wordt de implementatie van gecompromitteerde software voorkomen en wordt ook bescherming geboden tegen runtime-bedreigingen.

• Afhankelijkheidsbeheer: Verouderde of gecompromitteerde afhankelijkheden kunnen misbruikbare beveiligingslekken veroorzaken. Door ervoor te zorgen dat afhankelijkheden up-to-date zijn, worden dergelijke problemen voorkomen.

Incidentrespons

• Incidentresponsplan: Het hebben van een vooraf gedefinieerd plan om beveiligingsincidenten in te dammen en de bedreigingen snel uit te bannen, kan helpen om downtime te verminderen en beveiligingsincidenten effectief aan te pakken.
• Beveiligingsautomatisering: Door de routinestappen van incidentrespons te automatiseren, kunt u de responstijd verkorten, menselijke fouten elimineren en het herstelproces verbeteren.

5 best practices voor het implementeren van Kubernetes Runtime Security

Naast flexibiliteit en schaalbaarheid brengt Kubernetes ook een aantal unieke beveiligingsuitdagingen met zich mee. We hebben de belangrijkste componenten van Kubernetes-beveiliging. De volgende best practices helpen u bij het implementeren van robuuste runtime-beveiliging voor uw Kubernetes-omgeving.

1. Pas het principe van minimale rechten toe

Het verstrekken van minimaal noodzakelijke toegang en rechten aan gebruikers en serviceaccounts vormt de kern van het principe van minimale rechten. De beste manier om dit te implementeren is door een zero-trust-architectuur toe te passen die zich houdt aan een eenvoudig motto: vertrouw nooit, controleer altijd. Dit introduceert verificaties over de hele linie, of u zich nu binnen of buiten het bedrijfsnetwerk bevindt.

2. Focus op beeldbeveiliging

De gezondheid van containerbeelden en afhankelijkheden moet te allen tijde worden gecontroleerd. Regelmatige kwetsbaarheidsscans met een robuuste herstelcyclus zijn noodzakelijk. Het gebruik van onveranderlijke containerimages om wijzigingen tijdens de uitvoering te voorkomen, is een goed idee.

3. Gebruik Runtime Application Self-Protection (RASP)

RASP biedt diepgaand inzicht in het gedrag van applicaties in realtime. Het kan afwijkingen detecteren en de nodige maatregelen nemen om de bedreigingen tegen te gaan door kwaadaardige invoer te blokkeren of de sessie te beëindigen.

RASP kan onderscheid maken tussen legitieme en kwaadaardige activiteiten, waardoor het aantal valse positieven wordt verminderd. Het gebruik van RASP kan grote voordelen opleveren.

4. Sterke netwerkbeveiligingsmaatregelen

Maatregelen zoals netwerksegmentatie, implementatie van ingangs- en uitgangscontroles en versleuteling van netwerkverkeer kunnen cruciaal zijn voor het beveiligen van netwerkcommunicatie.

5. Bouw een veiligheidscultuur op

Integreer beveiliging in de SDLC met betrouwbare CI/CD-integratie. Dit zorgt voor een gestage cyclus van kwetsbaarheidsbeoordelingen. Het aanbieden van op rollen gebaseerde trainingen aan medewerkers is net zo noodzakelijk als het uitvoeren van regelmatige interne en externe audits om de beveiligingsgereedheid te meten. Deze praktijken vertalen zich in betere runtime-beveiliging.

Kubernetes Runtime Security Tools

Er zijn verschillende tools, zowel commerciële als open source, die u kunnen helpen bij het implementeren van runtime-beveiliging voor uw Kubernetes-omgeving. In dit gedeelte bespreken we een aantal van deze tools.

1. SentinelOne

SentinelOne heeft een uitgebreid cloudbeveiligingsplatform genaamd Singularity. Kubernetes Sentinel is een onderdeel van dat platform. Het vervangt pre-productie containerscans door runtime-bewaking voor containers. Dit is een van de beste opties voor het automatiseren van Kubernetes-runtime-beveiliging.

2. Falco

Falco is een open-source tool die het mogelijk maakt om afwijkingen in containers en hosts te detecteren. Het monitort Kubernetes tijdens runtime en geeft waarschuwingen zodra het afwijkend gedrag signaleert.

3. Kube-hunter

Kube-hunter is een andere open-source tool die speciaal is ontworpen om kwetsbaarheden in de clusterconfiguratie te identificeren.

4. Kube-bench

Deze tool controleert uw Kubernetes-cluster aan de hand van beveiligingsbest practices die zijn gestandaardiseerd op basis van de CIS Kubernetes Benchmark.

Daarnaast zijn er populaire commerciële tools zoals Armo, Palo Alto Networks, enz. die uw Kubernetes-gerelateerde beveiligingsproblemen kunnen oplossen.

Kubernetes Runtime Security met SentinelOne

SentinelOne richt zich op het leveren van een echt uitgebreid cloud-native beveiligingsplatform aan zijn klanten. Kubernetes-runtime-beveiliging en containerbeveiliging in het algemeen vormen een zeer belangrijk onderdeel van die agenda.

SentinelOne heeft een speciale agent voor cloudworkloads die realtime monitoring uitvoert op de runtime Kubernetes-clusters. Met continue kwetsbaarheidsanalyses zorgt SentinelOne ervoor dat de beveiliging van uw applicatie in productie in orde is. Het beveiligen van Kubernetes-clusters speelt een belangrijke rol in applicatiebeveiliging, en SentinelOne doet dat goed. Singularity Cloud Workload Security van SentinelOne beschermt gecontaineriseerde workloads tegen runtime-bedreigingen zoals zero-days, ransomware en meer.

SentinelOne Singularity Data Lake biedt beveiligingsanalisten het inzicht dat nodig is om incidenten te onderzoeken, de responstijd te verkorten en informatie te verzamelen voor het opsporen van bedreigingen.

Belangrijkste kenmerken van de Cloud Workload Agent voor containers

• Ondersteunt 14 toonaangevende Linux-distributies, waaronder Amazon Linux 2023
• Snyk-integratie (moet apart worden aangeschaft)
• Ondersteunt Docker, containers, cri-o-runtimes
• Geen kernelmodellen nodig, automatische schaalbaarheid en realtime CWPP
• Zelfbeheerde en beheerde K8s-services
• eBPF-architectuur voor stabiliteit en prestaties
• Versnelt onderzoeken en IR (Incident Response) en ondersteunt het opsporen van bedreigingen met Workload Flight Data Recorder™

Algemene zakelijke voordelen van het gebruik van SentinelOne voor Kubernetes-beveiliging

• Gestroomlijnde beveiligingsactiviteiten verminderen bedrijfsonderbrekingen
• Geoptimaliseerd gebruik van resources
• Helpt bij het voldoen aan branchevoorschriften en nalevingsvereisten

Een korte samenvatting

In dit artikel hebben we gekeken naar het cruciale belang van Kubernetes-runtime-beveiliging.

• We hebben het gehad over bedreigingen die containeromgevingen in gevaar kunnen brengen, van kwetsbaarheden in images tot aanvallen op netwerkniveau.
• We hebben besproken hoe Kubernetes-runtime-beveiliging deze bedreigingen kan aanpakken.
• We hebben de essentiële best practices besproken, zoals de implementatie van sterke toegangscontroles, robuuste netwerkbeleidsregels en het opbouwen van een beveiligingscultuur.
• We hebben gesproken over continue monitoring en runtime-alarmbeheer met behulp van SentinelOne.

Conclusie

Kubernetes-clusters vormen de kern van de meeste moderne applicaties die gebruikmaken van containerisatie. Kwaadwillende actoren richten zich vaak op containers om ongeoorloofde toegang te verkrijgen en zich lateraal door de clusters te verplaatsen. Kubernetes-runtime-beveiliging zorgt ervoor dat containerimages vrij zijn van beveiligingskwetsbaarheden, dat containers onveranderlijk zijn en dat er geen runtime-beveiligingsrisico's of -bedreigingen boven de applicaties hangen.

Een veelzijdige benadering van Kubernetes-runtime-beveiliging omvat netwerkbeveiliging, toegangsbewaking en beveiligingscontroles, imagebeveiliging, enz. Het gebruik van een hoogwaardig RASP-mechanisme maakt het werk van beveiligingsprofessionals een stuk eenvoudiger. Ten slotte neemt een tool als SentinelOne de stress weg van containerveiligheid en cloudbeveiliging als geheel.

Veelgestelde vragen over Kubernetes Runtime Security

Wat is Kubernetes Runtime Security?

Kubernetes Runtime Security beschermt gecontaineriseerde apps en het cluster terwijl ze worden uitgevoerd, niet alleen tijdens het bouwen of implementeren. Het let op abnormaal gedrag, zoals onverwachte processen, bestandswijzigingen of netwerkverbindingen, en blokkeert of waarschuwt in realtime voor bedreigingen.

Deze laag vangt aanvallen op die voorbijgaan aan beeldscans of verkeerde configuraties, zodat live workloads veilig blijven terwijl ze worden geschaald en veranderen in dynamische omgevingen

Waarom is runtime-beveiliging cruciaal in Kubernetes-omgevingen?

Zelfs met beeldscans en strikte configuraties kunnen bedreigingen pas ontstaan nadat containers zijn gestart. Aanvallers kunnen malware in een image smokkelen of toegang krijgen via een verkeerd geconfigureerde pod, en zich vervolgens lateraal verplaatsen of privileges escaleren. Runtime-beveiliging is de laatste verdedigingslinie die deze actieve bedreigingen opspoort en stopt zodra ze zich voordoen, waardoor gegevensdiefstal, serviceonderbrekingen en bredere compromittering van clusters worden voorkomen.

Wat zijn de belangrijkste componenten van Kubernetes Runtime Security?

Runtime-beveiliging in Kubernetes omvat workloadbescherming (het monitoren van pods en containers op afwijkend gedrag), netwerkbeveiliging met beleid dat het verkeer controleert, en geheimenbeheer om inloggegevens te beveiligen. Het omvat ook auditlogging voor forensische analyse, realtime engines voor dreigingsdetectie en tools voor beleidsafdwinging die verdachte activiteiten automatisch blokkeren of isoleren voordat ze zich verspreiden

Wat zijn de meest voorkomende runtime-bedreigingen in Kubernetes?

Typische runtime-bedreigingen zijn onder meer privilege-escalatieaanvallen waarbij een container uitbreekt om toegang te krijgen tot hostbronnen, verborgen malware die binnen een image wordt geactiveerd, ongeautoriseerde containers die via API-misbruik worden opgestart en geheime diefstal uit verkeerd geconfigureerde pods. Aanvallers maken ook gebruik van kernel- of runtime-bugs om tussen containers te bewegen of nodes te overbelasten met processen die veel resources verbruiken.

Wat zijn best practices voor het beveiligen van Kubernetes tijdens runtime?

Voer containers uit zonder root-rechten en vermijd de –privileged flag. Handhaaf netwerkbeleid om pod-communicatie te beperken. Schakel auditlogs in en controleer deze op afwijkingen. Gebruik eBPF-gebaseerde of agentloze tools voor lichtgewicht, realtime detectie van afwijkingen.

Controleer regelmatig het runtime-beleid en test de playbooks voor incidentrespons. Isoleer ten slotte kritieke workloads en zorg ervoor dat alleen geautoriseerde pods toegang hebben tot geheimen.