Kubernetes-beveiligingsaudit: kernconcepten en herstelmaatregelen

Leer alles over Kubernetes-beveiligingsaudits met onze gedetailleerde gids. In deze blog leert u hoe u een Kubernetes-beveiligingsaudit uitvoert, wat u na de audit moet doen en wat de best practices zijn voor clusterbeveiliging.

Kubernetes (ook bekend als K8s) is een open-source systeem dat een hoge mate van flexibiliteit en automatisering biedt, evenals load-balancing. Het is een platform dat is gemaakt om gecontaineriseerde applicaties te implementeren, schalen en beheren. Het is een van de snelst ontwikkelende open-source systemen en biedt zijn gebruikers meerdere voordelen. Maar hoewel het systeem zijn gebruikers zoveel voordelen biedt, brengt Kubernetes ook verschillende risico's en kwetsbaarheden met zich mee. Een Kubernetes-beveiligingsaudit wordt gebruikt om mogelijke kwetsbaarheden in uw configuratie, netwerkbeleid en instellingen aan het licht te brengen. Het doel van deze blog is om u te helpen het hele K8-beveiligingsauditproces te begrijpen en te leren hoe u dit moet uitvoeren.

Wat is een Kubernetes-beveiligingsaudit?

Kubernetes-beveiliging Audit is een proces om te controleren hoe veilig de K8s-cluster is geconfigureerd. Het helpt om alle mogelijke bedreigingen en kwetsbaarheden van de clusterinstellingen in kaart te brengen. Het identificeert alle bestaande verkeerde configuraties en beoordeelt de naleving van industrienormen en organisatorische voorschriften.

Met andere woorden, de audit richt zich op bijna elk aspect van het ontwerp van een K8s-systeem. De clusterconfiguratie omvat de beoordeling van de configuratie van control plane-componenten, knooppunten en netwerken. Daarom omvat het de configuratie van de API-server, kubelet en kube-proxy, samen met alle toegepaste netwerk- en DNS-instellingen. Wat betreft toegangscontrole omvat de audit eindpuntverificatie, autorisatiebeleid en RBAC.

De netwerkbeleidsaudit omvat de beoordeling van netwerkbeleidsconfiguraties, inkomende en uitgaande regels voor ingang en uitgang, en de configuratie van pod-naar-pod-communicatieregels. De beveiliging van de werklast wordt gemeten aan de hand van de beoordeling van de beveiligingscontext voor pods, runtime-opties voor containers en kwetsbaarheden in afbeeldingen.

Waarom hebben we een Kubernetes-beveiligingsaudit nodig?

Een Kubernetes-beveiligingsaudit is een noodzaak voor elke organisatie. Het helpt bedrijven bij een aantal cruciale aspecten.

Risico-identificatie en -beperking

Kubernetes-omgevingen zijn uiterst complex. Ze bestaan uit een groot aantal componenten en configuraties. Deze configuraties kunnen dan ook leiden tot een groot aantal kwetsbaarheden die tegen het systeem kunnen worden gebruikt. Een K8s-beveiligingsaudit helpt bij het identificeren en inschatten van potentiële risico's in de Kubernetes-omgeving.

Naleving van compliance

De meeste sectoren hebben strenge eisen voor het beschermen en beveiligen van gegevens. Zo moeten zorginstellingen voldoen aan HIPAA en moeten organisaties die met betaalkaartgegevens werken zich houden aan PCI DSS. Kubernetes-beveiligingsaudits helpen ervoor te zorgen dat aan deze nalevingsnormen wordt voldaan.

Continue verbetering en incidentpreventie

De kans op incidenten en aanvallen neemt af wanneer u kunt voorkomen dat kwetsbaarheden bloot komen te liggen. Hoe complex en geavanceerd applicaties ook worden, beveiligingsaudits kunnen incidenten voorkomen door gebrekkige implementaties/verkeerde configuraties van beveiligingspraktijken te identificeren.

Validatie door derden en het opbouwen van vertrouwen

Sommige sectoren eisen dat organisaties hun beveiligingsmaatregelen bevestigen. Door de wijdverbreide acceptatie van cloud-native is het bijvoorbeeld noodzakelijk om de beveiliging van de applicaties van klanten in uw Kubernetes-omgeving te bevestigen.

Kernbegrippen en architectuur van K8s op het gebied van beveiliging

Laten we de belangrijkste componenten en begrippen van Kubernetes bespreken voor het uitvoeren van effectieve beveiligingsaudits.

• De besturingslaag en knooppuntcomponenten

De architectuur van Kubernetes is onderverdeeld in twee hoofdonderdelen: de besturingslaag en de werkknooppunten. Beide hebben specifieke componenten, die elk een cruciale rol spelen in de werking en beveiliging van het cluster.

Componenten van het besturingsvlak zijn onder andere kube-Episerver, dat in wezen de front-end van het Kubernetes-besturingsvlak is en alle API-verzoeken beheert en valideert. Een andere component is etched, een gedistribueerde sleutel-waardeopslag voor alle clustergegevensopslag.

De Kube-planner is verantwoordelijk voor het plannen van nieuw aangemaakte pods naar nodes. Kube-controller-manager voert controllerprocessen uit om ervoor te zorgen dat de werkelijke toestand van het systeem overeenkomt met de gewenste toestand. Ten slotte is de cloudcontrollermanager verantwoordelijk voor de integratie met onderliggende cloudproviders.

Op de worker nodes hebben we kubelet, een agent die op de node draait en ervoor zorgt dat de containers in een pod draaien. Kube-proxy is verantwoordelijk voor het handhaven van netwerkregels op nodes en maakt communicatie tussen pods onderling mogelijk. Ten slotte is container runtime de software die wordt gebruikt voor het uitvoeren van containers zoals Docker.

• Belangrijke Kubernetes-objecten (pods, deployments, services)

Er worden verschillende objecten gebruikt om de status van het cluster en de daarmee samenhangende beveiligingsimplicaties weer te geven. Pods, de kleinste inzetbare eenheid, hebben passende beveiligingscontexten en isolatie nodig. Voor het beheer van de implementatie en schaalbaarheid van de pods is gecontroleerde toegang tot hun varianten en veilige updatestrategieën vereist. Services die toegang bieden tot de applicaties die op de pods draaien, moeten goed geconfigureerde beveiligingsbeleidsregels en gecontroleerde externe toegang hebben.

Namespaces zorgen voor inkapseling van het gebruik van resources, wat van cruciaal belang is voor de beveiliging van multi-tenancy. Secrets maken het mogelijk om gevoelige informatie op te slaan in het cluster. Het gebruik ervan moet zorgvuldig worden beheerd, versleuteld en regelmatig worden gerouleerd (wat kan worden bereikt met behulp van KMS) om de veiligheid te handhaven.

• Authenticatie, autorisatie en RBAC

Kubernetes biedt ondersteuning voor het beheren van de toegang tot het cluster. Authenticatie wordt gebruikt om de identiteit te verifiëren van gebruikers of processen die interactie met het cluster proberen te hebben. Dit gebeurt met behulp van clientcertificaten, bearer tokens en externe authenticatieproviders. Autorisatie wordt gebruikt om te bepalen welke acties geauthenticeerde gebruikers binnen het cluster mogen uitvoeren.

RBAC is de meest voorkomende vorm van autorisatietechniek. Hiermee kan worden gedefinieerd welke bewerkingen gebruikers of serviceaccounts mogen uitvoeren op clusterbronnen. Het is belangrijk dat zowel authenticatie als autorisatie correct zijn ingesteld, want als objecten onjuist zijn geconfigureerd, worden alle algoritmen die worden gebruikt om het cluster te beveiligen, nutteloos.

Bovendien helpt regelmatige controle van RBAC-beleidsregels ervoor te zorgen dat geen enkele gebruiker of serviceaccount te veel privileges heeft, waardoor het risico op ongeoorloofde toegang of escalatie van privileges tussen softwareprocessen wordt verminderd.

• Netwerkbeleid en podbeveiliging

Netwerkbeleid en podbeveiligingsbeleid zijn belangrijke soorten beveiligingsstandaarden binnen Kubernetes. Netwerkbeleid definieert in een Kubernetes-cluster wat de verkeersstroom naar pods die tot verschillende groepen behoren inhoudt en wat wel en niet is toegestaan. Het werkt in wezen op dezelfde manier als een firewall en controleert de inkomende en uitgaande verkeersstromen binnen het cluster.

Pod Security is een functie die ervoor zorgt dat pods soepel en veilig werken. Ze omvatten meerdere API's die kunnen worden gebruikt om aan te passen wat elke pod mag uitvoeren. Momenteel is de beste aanpak het gebruik van Pod Security Admission (PSA).

Voorbereiding op een Kubernetes-beveiligingsaudit

Het plannen en uitvoeren van een Kubernetes-beveiligingsaudit is een cruciaal proces dat zorgvuldig moet worden voorbereid en op een systematische manier moet worden uitgevoerd. Een goed gestructureerde audit helpt bij het identificeren van potentiële kwetsbaarheden, het beoordelen van risico's en het waarborgen van naleving van best practices op het gebied van beveiliging. In dit gedeelte worden de belangrijkste stappen beschreven voor het effectief plannen en uitvoeren van een uitgebreide Kubernetes-beveiligingsaudit.

1. De reikwijdte en doelstellingen van de audit definiëren

Om met de beveiligingsaudit te beginnen, moeten eerst de reikwijdte en doelstellingen worden gedefinieerd. De doelstellingen kunnen bestaan uit het identificeren van verkeerde configuraties, het controleren van de naleving van relevante normen en voorschriften, of het beoordelen van de efficiëntie van de maatregelen die al zijn getroffen. Het is belangrijk om de belangrijkste belanghebbenden, zoals de DevOps en beveiligingsteams, evenals het management in deze fase, om ervoor te zorgen dat de doelstellingen aansluiten bij de algemene doelstellingen en het risiconiveau van de organisatie. Een duidelijk omschreven reikwijdte en doelstellingen vormen de basis voor het hele auditproces.

2. Verzamel de benodigde documentatie en toegang

De volgende stap na het bepalen van de reikwijdte en doelstellingen van de beveiligingsaudit is het verzamelen van alle benodigde documentatie en het verzekeren van relevante toegang tot de Kubernetes-omgeving. De documenten die moeten worden verstrekt, zijn de clusterconfiguratie, het netwerkdiagram, het beveiligingsbeleid en eventuele nalevingsvereisten.

De auditors/testers moeten toegang krijgen tot de K8s-omgeving, zodat ze de clusterinstellingen en RBAC-beleidsregels kunnen testen en de logboeken kunnen controleren op gevoelige informatie. De toegang moet alleen-lezen zijn, zodat de productieomgevingen niet worden beïnvloed. De documentatie moet ook informatie bevatten over de K8s-versie en de aangepaste configuraties ervan. De documenten moeten ook informatie bevatten over de onderliggende infrastructuur.

3. Kies geschikte tools en methodologieën

Het kiezen van relevante tools en methodologieën is belangrijk voor het uitvoeren van een Kubernetes-beveiligingsaudit. Er zijn veel open-source en commerciële tools beschikbaar om te helpen bij het auditproces, elk met specifieke voordelen en aandachtspunten.

De keuze van tools en methoden moet gebaseerd zijn op de reikwijdte en doelstellingen van de audit en de specifieke Kubernetes-configuratie van de organisatie. Ook is het vaak nuttig om een combinatie van tools en methoden te gebruiken om een volledig beeld te krijgen van de beveiligingsstatus van het cluster.

Hoe voer je de Kubernetes-beveiligingsaudit uit?

Volg de onderstaande stappen om een K8-beveiligingsaudit eenvoudig uit te voeren.

1. Eerste beoordeling: Begin met een uitgebreide blik op de documentatie, de bestaande beveiligingspraktijken en eventuele problemen die al zijn ontdekt met betrekking tot de beveiliging van het cluster.
2. Beoordeling van de clusterconfiguratie: In deze stap worden de instellingen van de componenten van het besturingsvlak, de beveiligingsinstellingen of profielen van de knooppuntconfiguraties, RBAC-beleidsregels, netwerkbeleidsregels, pod-beveiligingsbeleidsregels of toegangsregelaars die worden gebruikt, beoordeeld.
3. Geautomatiseerd scannen: Tools die als onderdeel van deze stap worden uitgevoerd, zijn onder meer kube-bench-scans voor CIS-benchmarkconformiteit, kwetsbaarheidsscanners voor zowel containerimages als de verschillende Kubernetes-componenten, en netwerkbeleidsveldanalysatoren.
4. Handmatige beveiligingscontroles: Voer gerichte handmatige inspecties uit van kritieke configuraties en aangepaste scripts.
5. Toegangscontrole en netwerkbeveiligingsbeoordeling: Bekijk het auditlogboek van de machtigingen van gebruikers en serviceaccounts die in het cluster worden gebruikt, evenals de authenticatiemethoden die door die serviceaccounts worden gebruikt. Controleer aan de netwerkzijde hoe effectief het gebruikte netwerkbeleid verkeer blokkeert dat niet zou mogen worden toegestaan.
6. Evaluatie van workload- en gegevensbeveiliging: Controleer de images die worden gebruikt om containers uit te voeren, de beveiligingscontexten van pods, de geldende resourcebeperkingen en de omgang met gevoelige informatie. Zorg ervoor dat gegevens zowel in rust als tijdens het transport worden versleuteld.
7. Logging, monitoring en nalevingscontrole: Bekijk de standaardconfiguratie voor monitoring, logging en waarschuwingen. Controleer waarschuwingen, Slack-kanalen en geaggregeerde logboeken op een centrale locatie. Controleer waar relevant of de cluster voldoet aan industrienormen of best practices of aan specifieke regelgeving.

Acties en herstelmaatregelen na de audit

Zodra de K8-beveiligingsaudit is uitgevoerd, moeten we een aantal stappen ondernemen om deze te publiceren, waaronder het nemen van maatregelen op basis van de bevindingen en het doorvoeren van de nodige verbeteringen. In dit gedeelte behandelen we al deze stappen:

Hoe bevindingen documenteren en risico's prioriteren

Nadat een Kubernetes-beveiligingsaudit is uitgevoerd, moeten alle bevindingen goed worden gedocumenteerd en moeten de bijbehorende risico's worden geprioriteerd om de nodige verbeteringen door te voeren. Een gedetailleerd en duidelijk rapport moet alle geïdentificeerde kwetsbaarheden, verkeerde configuraties en potentiële bedreigingen omvatten en alle technische details en hun impact bevatten.

Om risico's te evalueren, moeten ze worden beoordeeld met een geïntegreerd risicoscoresysteem, waarbij rekening wordt gehouden met factoren als waarschijnlijkheid, potentiële impact en mogelijke exploitatie. Om een evenwicht te vinden tussen de ernst van elk risico en de vereiste inspanningen en middelen, moeten de bevindingen worden gegroepeerd en moet een prioriteitsmatrix worden opgesteld. Als resultaat van deze stap kunnen de bevindingen worden omgezet in een lijst met uitvoerbare verbeteringen.

Stappen voor het verhelpen van geïdentificeerde kwetsbaarheden

Zodra de risico's zijn gedocumenteerd en geprioriteerd, stelt u een gedetailleerd herstelplan op met specifieke stappen om elke kwetsbaarheid aan te pakken. Begin met oplossingen met een grote impact en een lage inspanning om onmiddellijke vooruitgang te boeken, en pak vervolgens systematisch de kwetsbaarheden aan, te beginnen met de kwesties met de hoogste prioriteit. Dit kan het patchen en updaten van componenten, het verfijnen van RBAC-beleid, het implementeren van netwerkbeleid, het verbeteren van geheimenbeheer en het versterken van authenticatiemechanismen omvatten.

Test elke herstelmaatregel grondig in een testomgeving voordat u deze in de productieomgeving toepast, en voer gerichte scans uit om te controleren of de kwetsbaarheden met succes zijn aangepakt.

Het belang van continue monitoring en verbetering

Houd altijd in gedachten dat Kubernetes-beveiliging een continu proces is. Er moeten krachtige monitoringoplossingen worden geïmplementeerd om beveiligingsafwijkingen in realtime te detecteren en waarschuwingen te kunnen geven bij afwijkingen die in veelvoorkomende gebruikssituaties voorkomen. Er moeten regelmatige beveiligingsbeoordelingen worden gepland, evenals beveiligingsscans van apps en de CI/CD-pijplijn. Houd altijd de huidige kwetsbaarheden van Kubernetes en nieuw opkomende bedreigingen in de gaten en werk uw incidentresponsplan van tijd tot tijd bij.

Zorg ervoor dat u binnen uw team een feedbackloop opzet om kennis over Kubernetes-beveiligingsrisico's te verzamelen en te benutten, en besteed voldoende aandacht aan leren en training.

Best practices voor Kubernetes-beveiligingsaudits

Enkele best practices die moeten worden gevolgd voor een efficiënte audit zijn:

1. Gebruik naamruimten om bronnen te isoleren en grenzen af te dwingen

Naamruimten zorgen voor een logische scheiding van bronnen binnen een Kubernetes-cluster. Goed geconfigureerde naamruimten kunnen de workloads isoleren, de omvang van mogelijke inbreuken door een aanvaller beperken en toegangscontrole vereenvoudigen. Controleer regelmatig de configuraties van naamruimten en de toewijzing van belangrijke bronnen om een goede isolatie te garanderen.

2. Versleutel etcd-gegevens in rust en tijdens het transport

etcd is een consistente en zeer beschikbare sleutel-waardeopslag die wordt gebruikt als back-upopslag van Kubernetes voor alle clustergegevens. Omdat etcd cruciale clustergegevens opslaat, waaronder geheimen en toegangstokens, is het een zeer aantrekkelijk doelwit voor een aanvaller. Implementeer versleuteling voor etcd om de gegevens te beschermen tegen ongeoorloofde toegang. Zorg ervoor dat alle communicatie met etcd tijdens het transport wordt versleuteld met behulp van TLS om afluisteren of man-in-the-middle-aanvallen te voorkomen.

3. Implementeer netwerkbeleid voor pod-naar-pod-communicatie

Gebruik netwerkbeleid dat fungeert als een firewall voor de pod-naar-pod-communicatie binnen het cluster. Controleer en update het netwerkbeleid regelmatig om ervoor te zorgen dat alleen noodzakelijk verkeer tussen pods wordt toegestaan volgens het principe van minimale rechten. Dit beperkt de kans op inbreuken en laterale bewegingen na een aanval.

4. Gebruik toelatingscontrollers om beveiligingsbeleid af te dwingen

Toelatingscontrollers onderscheppen een verzoek aan een Kubernetes API-server voordat een object wordt opgeslagen. Implementeer aangepaste toelatingscontrollers volgens de best practices en controleer regelmatig hun configuratie om het beveiligingsbeleid af te dwingen, bijvoorbeeld door het aanmaken van geprivilegieerde containers te weigeren of alleen de afbeeldingen van de goedgekeurde registers te accepteren.

5. Implementeer runtime-beveiliging met tools zoals Falco of Seccomp

Controleer de configuratie en toewijzing van resources voor runtime-beveiligingstools voor containers. Deze tools detecteren potentiële beveiligingsinbreuken tijdens de runtime van containers met behulp van systeemaanroepen of door het gedrag van de container te analyseren.

Conclusie

In deze blog begrijpen we het belang van Kubernetes-beveiligingsaudits in het proces van het onderhouden van veilige gecontaineriseerde omgevingen. De auditpraktijk wordt gebruikt om kwetsbaarheden in de Kubernetes-architectuur op te sporen en op te lossen. Deze kwetsbaarheden kunnen zich voordoen in het configuratiescherm, RBAC, workloads en netwerkbeleid. Er moeten best practices worden gevolgd om grote risico's tijdens de implementatie te voorkomen. Dit moet een continu proces zijn en mag geen eenmalige actie zijn.

Met het toenemende gebruik van Kubernetes in moderne infrastructuren wordt het uitvoeren van deskundige en tijdige audits steeds belangrijker. Op basis van deze gids zullen organisaties in staat zijn om de risico's aanzienlijk te minimaliseren en de applicaties en gegevens in containers te beschermen.

FAQs

Wat is auditing in Kubernetes?

Auditing in Kubernetes verwijst naar het proces van het vastleggen en analyseren van API-verzoeken aan het cluster. De audit biedt een uitgebreid overzicht van alle activiteiten op het cluster, inclusief wie welke verzoeken heeft gedaan, wanneer ze zijn gedaan en welke verzoeken zijn gedaan. Deze logboeken worden doorgaans gebruikt voor beveiligingsmonitoring, het controleren van naleving en debugging.

Hoe monitor ik de beveiliging van Kubernetes?

Om de beveiliging van uw K8s-cluster te monitoren, moet u auditlogging inschakelen en configureren, realtime monitoring instellen, netwerkbeleidmonitoring afdwingen, regelmatig kwetsbaarheidsscans uitvoeren en waarschuwingen voor verdachte activiteiten instellen. Voor een uitgebreidere controle van de beveiliging van uw cluster kunt u overwegen om speciale Kubernetes-beveiligingsplatforms te gebruiken.

Hoe schakel ik Kubernetes-auditing in?

Om Kubernetes-auditing in te schakelen, moet u de API-server configureren met een auditbeleidsbestand en het pad naar het auditlogboek specificeren met de parameter –audit-log-path. U kunt ook logboekrotatie instellen door de parameters –audit-log-manage, –audit-log-max size en –audit-log-maxbackup te definiëren. Als alternatief kunt u de webhook-backend configureren voor externe logboekregistratie als u auditgegevens opslaat met een extern systeem. Nadat u alle instellingen hebt gemaakt, laadt u de API-server opnieuw om de configuratie toe te passen en begint u met het vastleggen van auditgegevens.

Hoe controleer ik mijn Kubernetes-auditlogboek?

Om het Kubernetes-auditlogboek te controleren, kunt u het bestand audit.log bekijken, dat zich meestal bevindt in /var/log/kubernetes/audit.log, met tools zoals cat, grep of tail. Voor een geavanceerder loggingsysteem kunt u de ELK-stack gebruiken die is geïntegreerd met Kubernetes.