什麼是雲端原生容器安全？

雲端原生已成為雲端賦能產業中的新流行詞。對於計畫在日常雲端營運中實現敏捷性與可擴展性的企業而言，它已成為重要的一環。隨著企業逐步轉向雲端原生架構，保護這些架構的重要性也大幅提升。最新資料顯示，超過 75% 的容器映像檔包含可修補且嚴重程度為「高」或「重大」的弱點，而 73% 的雲端帳戶存在已暴露的 S3 儲存貯體，可能使敏感資料面臨風險。雲端原生安全的目標，是確保應用程式與資料能夠免受持續演變的網路威脅侵害。

容器本質上只是正在執行的容器映像，已改變開發人員封裝與部署應用程式的方式。透過使用容器，開發人員可以輕鬆部署應用程式，而無需擔心在其裝置上可運作的應用程式，是否也能在應用程式伺服器上以相同方式運作。雖然容器帶來大量優勢，但也伴隨各種安全風險。補充一點，62% 的組織已在容器中偵測到終端 shell，這會提高未經授權存取的風險。依賴容器的企業需要了解並處理這些風險，以確保資料完整性並避免外洩。

在這篇部落格文章中，我們將討論什麼是雲端原生容器安全、為何它很重要，以及整個流程在底層是如何運作的。我們也會討論企業在實作雲端原生容器安全時面臨的一些常見挑戰。最後，我們將說明如何找到合適的安全合作夥伴，協助您保護您的環境。

什麼是雲端原生容器安全？

雲端原生容器安全（CNCS）是一組不同的工具與實務，用於確保在容器中執行的應用程式（容器化環境）是安全的。容器是容器映像的執行環境，而容器映像就像一個二進位套件，包含應用程式執行所需的一切，例如程式碼、第三方相依性、程式庫與組態。

雲端原生容器安全軟體的唯一目標，就是保護這些容器化應用程式，從自登錄檔取得映像、使用者在本機測試，到最後的部署。雲端原生容器安全掃描可確保開發人員使用的容器不受任何已知安全弱點影響，並遵循最佳實務，例如適當的存取控制、記錄與監控、機密管理等。

為何雲端原生容器安全掃描很重要

隨著容器的使用日益增加，確保容器安全已成為迫切需求；更何況對相當多的組織而言，容器化方法正逐漸成為數位轉型的驅動因素。以下是實作雲端原生容器安全工具的一些主要原因：

• 攻擊面擴大： 容器會為您的應用程式環境引入更多活動元件與連線。對攻擊者而言，與該環境相關的容器、映像與協調工具都是潛在的攻擊向量。若未妥善保護，它們可能成為攻擊者的入侵入口。
• 動態環境： 雲端原生環境高度動態。Docker 容器會持續建立與銷毀，並根據使用者流量進行擴展與縮減。雲端原生環境的動態特性也使傳統安全方法失去效用。
• 共用資源：容器雖然作為隔離環境運作，但實際上使用的是相同的主機作業系統與資源。若主機作業系統中存在弱點，可能會危及在同一主機上執行的所有容器之安全。
• 法規遵循要求： 大多數產業，例如醫療保健與金融科技，對資料保護與隱私都有非常嚴格的規範。容器化應用程式必須完全遵循這些規範，才能持續維持既有客戶的信任，並避免法律訴訟與高額罰款。
• 與 DevOps 整合： 容器是許多 DevOps 實務的核心，而這些實務提倡快速的開發與部署週期。如此一來，安全性會直接整合到 DevOps 管線（DevSecOps）中，而不是在開發生命週期結束時才額外加入的項目。

雲端原生容器安全如何運作？

若企業要充分發揮雲端原生容器安全工具的效益，了解其運作方式非常重要。讓我們深入討論每個步驟：

1. 映像安全

容器映像是雲端原生容器環境的基礎構件。因此，確保其安全性非常重要。容器映像安全包括容器映像掃描，以防止所有已知漏洞，並確保其依賴受信任的來源。這通常會使用各種映像安全掃描工具來完成。映像安全的另一項重要流程是實作映像簽署與驗證。這有助於企業確保開發人員與正式環境僅使用已簽署的映像。

2. 執行階段安全

當容器已啟動並運行時，執行階段安全性非常重要。這可透過檢查容器的行為來發現任何可疑或未經授權的動作。為了實施此類措施，可使用如 eBPF（Extended Berkeley Packet Filter）等技術，監控系統呼叫與網路活動，從而提供對潛在威脅的洞察。也應強制執行原則，以定義容器可執行哪些動作，反之亦然，藉此防止其遭到入侵。

3. 網路安全

網路安全是保護容器與其他服務之間通訊通道的過程。在容器化環境中，已部署的應用程式會被拆分為多個小型且獨立的服務。這些服務可以彼此通訊，進而增加網路流量以及整體的攻擊面範圍。

4. 存取控制

存取控制由雲端管理員用來將容器及其資源的存取限制為僅授權實體可用。角色型存取控制（RBAC）是常用的方法，可依實際需求授予存取權，而不讓每個人都擁有相同層級的權限。使用 OAuth 或 OpenID Connect (OIDC) 可在 RBAC 之上增加一層額外安全性。此外，安全且強固的驗證與授權應與身分與存取管理（IAM）系統整合。

5. 組態管理

組態管理是保護容器環境安全的關鍵要素之一。這是對容器與容器協調平台（若使用 Kubernetes 等協調工具）的組態進行管理。為了對容器強制執行組態原則，例如限制資源使用以及禁止未使用或過時的權限，企業可以使用 Open Policy Agent (OPA) 等工具。OPA 是一個開源專案，可協助將原則撰寫為程式碼，並加以強制執行。

雲端原生容器安全掃描的最佳實務

改善雲端原生容器安全態勢至關重要。可透過遵循以下最佳實務來達成：

#1. 安全的映像管理

映像是整體架構的基石，而保護映像對於容器安全管理至關重要。僅使用來自官方儲存庫或受信任供應商的可信任基礎映像。保持這些映像為最新狀態，以修補已知弱點。透過執行自動化映像掃描工具來落實嚴格的安全政策，以找出弱點，並在部署前確保所有映像都符合這些政策。

此外，應使用具備嚴格存取控制的私有映像登錄檔，以避免未經授權擷取與散布映像。使用 Docker Content Trust 等映像簽署與驗證機制，確保在正式環境中僅部署已簽署的映像。如此一來，您可以確保基礎架構中不會使用惡意或未經授權的映像。

#2. 最小權限原則

最小權限原則可確保遭入侵的容器對環境造成的影響盡可能小。僅以服務運作所需的最低權限執行容器，並盡可能避免使用特權容器。切勿以 root 身分執行容器，並且也要確保服務帳戶具有明確定義的權限，而不是讓所有內容都以 root 執行。

使用 seccomp、AppArmor 或 SELinux 等 Linux 安全模組，對容器程序部署額外限制。

#3. 網路政策強制執行

為了實現網路安全，企業應在容器與外部服務之間套用相同層級的網路政策。根據應用程式需求定義規則，以限制傳入與傳出流量（例如使用 Kubernetes Network Policies 或類似工具）。這些政策可用來確保容器僅與已知實體通訊，並將攻擊者橫向移動的風險降至最低。

也可以使用 Istio 或 Linkerd 等聯邦式服務網格系統來提升網路安全。這是透過啟用雙向 TLS 加密、流量管理與可觀測性等功能來達成。服務網格也提供斷路器與重試機制，以提升通訊的耐用性與安全性。

#4. 持續監控與記錄

持續監控與記錄對於即時偵測安全事件非常重要。部署監控解決方案以取得容器活動的可視性（例如使用 Falco 進行執行階段安全監控，或使用 Prometheus 收集指標）。這些工具可通知您異常活動，讓您在面對不斷演變的威脅時處於更有利的位置。

此外，也要監控應用程式層級記錄，因為它們可提供應用程式的整體視圖。這可透過使用集中式記錄解決方案來完成，例如 Elasticsearch、Logstash 與 Kibana（ELK）堆疊。

#5. 自動化安全測試

透過將自動化安全測試加入現有的建置、開發與部署管線中，企業可以在安全問題進入正式環境與面向網際網路的應用程式之前先行偵測，避免攻擊者加以利用。這種主動式方法會在整個開發生命週期中整合安全性，讓團隊能及早識別並處理弱點，同時降低風險與修復成本。

可使用 CodeQL 和 Semgrep 等靜態分析工具，在部署流程開始前找出安全問題。OWASP ZAP 或 Nessus 等動態分析工具則用於定期對容器化應用程式執行弱點評估。

雲端原生容器安全掃描的挑戰

談到雲端原生容器安全工具時，企業經常會面臨挑戰。然而，若要實作強大的安全系統，就必須克服這些挑戰。讓我們詳細討論其中一些挑戰：

#1. 編排的複雜性

編排工具非常適合大規模部署，但也伴隨著高度複雜性。與 K8s 相關的一些挑戰包括管理組態、跨多個節點與容器的權限，以及政策。由於這些複雜特性，缺乏足夠安全知識的開發人員容易犯錯，進而導致敏感資訊外洩、不當存取控制等安全問題。

#2. 快速部署週期

企業相信藉助現代 CI/CD 解決方案，能夠快速交付產品與應用程式。然而，CI/CD tools 的安全性經常被忽略。快速的開發週期會導致開發人員將含有弱點的程式碼推送到正式環境，讓攻擊者更容易進入系統並存取敏感資料。

#3. 可視性與監控

在容器化應用程式中取得可視性與適當監控是一項艱鉅任務。這是因為其動態且短暫的特性。容器可依據流量需求建立或刪除。有效的監控解決方案應能從堆疊的各個不同層面，提供來自容器的即時洞察。

#4. 隔離與多租戶

容器共用相同的主機作業系統。若未強制執行適當的安全控制，這可能導致潛在的安全問題。在多租戶環境中，確保容器之間具備強隔離性，對於防止租戶之間發生未經授權的存取或資料外洩至關重要。

#5. 不斷演變的威脅態勢

對於雲端原生環境而言，威脅態勢將持續演變。攻擊者正在建立並發展各種技術，以利用容器化應用程式中的弱點。為了讓企業能領先因應安全威脅與弱點，必須採用安全工具與最佳實務。

雲端原生容器安全：常見威脅與弱點

了解雲端原生容器環境中的常見威脅與弱點，對於實作有效的安全措施至關重要。以下是一些主要關注事項：

1. 含有弱點的容器映像

最普遍的威脅之一，是使用具有已知弱點的容器映像。攻擊者可利用這些弱點取得未經授權的存取權，或執行惡意程式碼。確保定期掃描並更新映像，對於降低此風險至關重要。

組織也應依賴可信任來源提供的基礎映像，並避免使用過時或不再支援的版本。自動化工具可協助持續監控映像儲存庫中的新弱點，確保任何問題都能迅速獲得處理。

2. 不安全的組態

容器編排平台中的錯誤組態（例如 Kubernetes）可能導致重大安全風險。範例包括過度寬鬆的網路政策、暴露的管理介面，以及錯誤的存取控制設定。這些錯誤組態可能為攻擊者提供入侵環境的切入點。

定期稽核並遵循最佳實務，是有效保護組態安全的必要措施。實作組態管理工具與 policy-as-code 解決方案，有助於在各環境中強制執行一致的安全設定。

3. 容器逃逸

當攻擊者利用弱點從容器中逃逸並取得主機系統存取權時，就會發生容器逃逸。這可能導致對其他容器或底層基礎架構的未經授權存取。

採用以最小權限執行容器、使用 AppArmor 或 SELinux 等安全模組，以及實作嚴格的資源限制等技術，都有助於防止逃逸。定期更新容器執行階段並套用安全修補程式，也在降低容器逃逸風險方面扮演關鍵角色。

4. 供應鏈攻擊

供應鏈攻擊 會透過入侵容器化應用程式所使用的第三方元件或相依項目，來鎖定軟體開發生命週期。攻擊者可將惡意程式碼植入開發人員使用的程式庫或工具中，之後再透過應用程式傳播出去。

例如，在 2020 年的 SolarWinds 攻擊事件中，駭客將惡意程式碼加入該公司的 Orion 軟體更新中，之後在毫不知情的情況下散布給數千名客戶，包括政府機關與大型企業。

為降低此威脅，組織應實作嚴謹的供應鏈安全實務，包括驗證所有第三方元件的完整性，以及使用可監控已知弱點的工具。建立軟體物料清單（SBOM）可提高相依項目的透明度，並強化供應鏈安全。

5. 內部威脅

內部威脅 涉及組織內部人員（例如員工或承包商）所採取的惡意行為。這些威脅可能特別具破壞性，因為內部人員通常對系統與資料擁有合法存取權。

實作嚴格的存取控制、監控使用者活動，以及採用行為分析，都有助於偵測並防止內部威脅。定期訓練與認知宣導計畫也能教育員工了解安全政策，並鼓勵他們回報可疑活動，進一步降低內部威脅風險。

選擇合適的雲端原生容器安全解決方案

選擇適當的雲端原生容器安全解決方案，對於保護您的容器化環境至關重要。以下是引導您做出決策的五項關鍵考量：

全面涵蓋

確保安全解決方案可在整個容器生命週期中提供全面涵蓋，包括映像掃描、執行階段防護、網路安全與組態管理。能與您現有 CI/CD 管線無縫整合的解決方案，可協助自動化安全檢查並一致地強制執行政策。請尋找可同時提供容器層與編排層可視性的功能，以實現整體性的安全方法。

可擴充性與效能

選擇能隨著組織需求擴展，且不犧牲效能的解決方案。隨著容器部署規模成長，安全解決方案應能有效處理增加的工作負載，並提供即時監控與威脅偵測。評估該解決方案支援多雲與混合環境的能力，確保其能適應多樣化的基礎架構配置。

整合能力

與現有工具及平台整合的能力，對於順利實作流程至關重要。請確保安全解決方案與您的編排平台（例如 Kubernetes）、CI/CD 工具（例如 Jenkins、GitLab）以及其他安全工具（例如 SIEM 系統）相容。強大的整合能力可促進工作流程精簡化，並透過善用既有投資來提升整體安全態勢。

威脅偵測與回應

有效的威脅偵測與回應能力，對於及時識別並降低安全事件影響至關重要。請尋找提供進階威脅情報、異常偵測與自動化回應機制的解決方案。即時警示、詳細報告與鑑識分析工具等功能，可協助安全團隊快速了解並處理潛在威脅。

使用者體驗與支援

請考量安全解決方案所提供的使用者體驗，包括部署、組態與管理的容易程度。使用者友善的介面可大幅降低團隊的學習曲線。

此外，也請評估供應商的支援服務，包括文件、訓練資源，以及客戶支援的可用性。可靠的支援對於解決技術挑戰與確保成功實作而言，可能具有極高價值。

結論

由於存在多個持續變動的組成部分，雲端原生環境伴隨著多重挑戰。隨著容器成為部署週期中的重要一環，企業必須了解與容器及雲端原生環境相關的安全挑戰。

透過在容器生命週期中實施全面性的安全措施——從映像檔管理到執行階段防護——組織可以有效降低風險並保護其應用程式。

實施部落格中討論的最佳實務，例如最小權限原則、安全組態，以及持續監控威脅，有助於提升容器化環境的整體安全態勢。此外，了解常見威脅與弱點可讓組織主動因應潛在風險。

選擇合適的安全解決方案，在保護雲端原生容器安全的過程中扮演重要角色。能提供全面涵蓋、可擴充性、無縫整合、進階威脅偵測，以及良好使用者體驗的解決方案，可大幅提升組織的防禦能力與安全態勢。