Kubernetes 安全風險：您需要了解的 10 項弱點

Kubernetes 為執行、部署及管理分散式系統提供了更高效率的平台。這使其成為尋求合適方式來簡化開發流程之組織的首選與主要解決方案。

但儘管 Kubernetes 擁有強大的架構與特性，仍有其自身相當多的安全挑戰。本文將介紹一些您應考量的安全疑慮，這些疑慮源自 Kubernetes 複雜的環境與部署流程。我們也將探討 Kubernetes 安全性的重要性，以及了解安全最佳實務的重要性。

接著，我們將介紹 Kubernetes 安全性 的 4C，以及 Kubernetes 的主要缺點。本文將提出一套解決方案，協助您找出 Kubernetes 安全風險與問題，並快速加以修補。

Kubernetes 安全性的重要性

為了領先因應潛在攻擊風險，實施可保護 IT 基礎架構的安全措施非常重要。Kubernetes 讓應用程式更容易部署、擴展及管理。這些系統多數與財務相關，例如交易應用程式或電子商務應用程式。為確保這些應用程式順暢運作，必須優先重視進階安全性。

Kubernetes 叢集一旦遭到入侵，可能造成嚴重損害並對系統帶來重大影響。例如，若發生入侵事件，組織的聲譽可能岌岌可危。這是因為人們可能不再信任該組織所提供的服務。這可能導致現有客戶與潛在新客戶雙雙流失。

Kubernetes 安全性對於保護應用程式免受攻擊者侵害非常重要，因為攻擊可能導致資金損失。攻擊也可能造成儲存資料外洩，例如客戶的信用卡詳細資料或個人健康資料。這類入侵還可能導致進一步損害，例如竊取客戶資金與引發訴訟。

Kubernetes 安全性可更深入掌握應用程式的安全態勢。它能揭露潛在風險，並發現 Kubernetes 及其容器中的弱點。透過實施 Kubernetes 安全性，組織可降低應用程式故障的風險。

採取主動式方法來保護 Kubernetes 容器，可揭露設定錯誤、缺乏一致性及其他弱點。有時，開發人員可能會錯誤地將較高權限授予使用者或帳戶，使其可存取敏感資料或執行管理作業。若未能迅速識別，這可能造成嚴重損害並導致潛在的網路攻擊。

Kubernetes 安全性有助於防止攻擊者利用應用程式中的脆弱部分。

Kubernetes 十大安全風險

隨著組織持續採用 Kubernetes，安全風險也持續增加，對於實施安全措施以確保應用程式免受弱點影響的需求也隨之提升。由於 Kubernetes 預設並不安全，不安全的設定與錯誤設定的 Kubernetes 容器可能導致弱點，使系統暴露於攻擊之下。

在本節中，我們將不分先後順序討論 Kubernetes 的主要安全風險。

1. 機密管理不佳

在 Kubernetes 中，密碼或權杖等敏感資料會使用稱為「secrets」的機制來儲存。事實上，這是一種有效的方法，可防止未經授權的個人或實體不受控地存取敏感資料。然而，若這些 secrets 未獲妥善管理，可能導致系統變得脆弱，並對未經授權的存取敞開大門。

對 secrets 的管理不佳，可能使攻擊者取得 API 金鑰及其他敏感資料，進而允許其執行特定功能。

可能的解決方案

1. 在使用 secrets 儲存敏感資料之前，務必先加密。
2. 依預設，Kubernetes 不提供 secret 加密，但您可以進行設定。
3. 您也必須設定存取控制，以限制對 secret 資料的存取。這將限制未經授權的存取並控制弱點風險。

2. 角色型存取控制實作不佳

角色型存取控制 (RBAC) 是一種安全實務，會根據使用者的職位在應用程式中授予其權限。例如，管理員會比應用程式的一般使用者擁有更多權限，因為其在組織中的層級較高。

若實作得當，RBAC 可確保只有合格的使用者才能存取應用程式中的特定功能。就像管理員使用者與一般使用者的情境一樣，管理員使用者可能有權變更關鍵設定，而一般使用者則可能無法變更。

若 RBAC 的實作不正確，可能導致外洩事件。這可能使未經授權的使用者取得管理角色的存取權。

可能的解決方案

1. 避免使用過於寬鬆的 RBAC 原則。
2. 針對特定資源設計 RBAC 原則，並將其指派給經授權且相關的使用者。
3. 降低 RBAC 原則的暴露程度；這將確保只有具備相關角色的人員才能在軟體開發生命週期中存取資料。

3. 部署工作負載設定錯誤

當工作負載設定出現錯誤時，就會發生這類弱點風險。在這類弱點中，攻擊者會取得叢集網路的存取權並造成嚴重損害。

可能的解決方案

1. 採用基礎架構即程式碼工具，例如 SentinelOne，以宣告式方式定義及管理您的部署。
2. 避免在組態檔中硬式編碼認證資料。
3. 將您的部署管線與 CI/CD 工具整合。這將自動化偵測設定錯誤，從而減少組態錯誤。

4. 叢集監控與稽核不足

叢集監控與日誌稽核可提供洞察，以偵測潛在威脅與攻擊事件。這讓組織能在弱點演變成全面攻擊之前，識別並修正應用程式中的弱點。

若監控不佳且不足，將難以偵測潛在威脅事件。其結果是，延遲偵測威脅事件將導致延遲決策。組織可能無法主動因應威脅，而必須等到攻擊發生後才會偵測到。

可能的解決方案

1. 檢查異常與可能的威脅行為非常重要。這將能及時指出弱點，避免其在遭利用前未被發現。
2. 為了維持叢集安全，您應觀察並監控叢集狀態。
3. 您應蒐集安全資料，並分析應用程式的安全狀態與安全態勢。

5. 網路存取控制設定錯誤

在 Kubernetes 中，Pod 被允許連線到其叢集之外的外部位址。這使 Pod 能夠通訊並共享資源。但為了保護 Pod 之間的連線層級，會實作網路存取控制政策。這些政策將限制叢集中某個 Pod 與其他 Pod 的通訊方式。

網路存取控制的錯誤設定將意味著叢集可從所有來源被存取與連線。這可能讓攻擊者取得權限，從已連線叢集中的一個 Pod 存取另一個 Pod 的資源。

可能的解決方案

1. 實作可限制並控制對叢集資源存取的網路政策。
2. 根據角色而非個人指派網路權限。每個角色都應具有明確定義的存取權限。
3. 要求使用者在存取網路資源之前提供額外的驗證因素。

6. 無限制的資源請求

始終限制單一 Kubernetes 請求可提出的請求數量非常重要。這是因為如果資源請求的提出方式沒有限制，容器和其他資源的安全性就可能受到威脅。例如，當請求數量超過可用資源時，節點中就會出現資源短缺。

可能的解決方案

1. 正確計算並指派資源請求，以避免誤用與濫用。
2. 實作自動擴縮，以便在需要時動態分配更多資源，並在需求下降時減少資源。
3. 實作高效率的記憶體管理技術，以回收未使用的資源。

7. 易受攻擊的映像

使用不安全的容器映像會帶來顯著風險，可能導致部署與執行應用程式時變慢或延遲。當容器映像不安全時，可能包含惡意軟體、過時軟體或錯誤設定等弱點。這可能導致安全性漏洞與效能問題。

可能的解決方案

1. 使用像 SentinelOne 這樣的弱點掃描工具，在容器映像部署之前自動偵測其中的安全弱點。
2. 使用映像簽署工具，在部署前驗證容器映像的真實性。
3. 避免使用過時或不再受支援版本的容器映像。

8. 不安全的 kubernetes API

使用 Kubernetes API 需要重要的安全方法。遵循這一點很重要，因為攻擊者可能利用未受保護的 API 端點來取得對組織系統的存取權。這可能導致多種攻擊，例如分散式阻斷服務或注入攻擊。這些攻擊可能嚴重影響系統，造成資料遺失，有時也會導致部署變慢。

可能的解決方案

1. 實作非常強大的 API 驗證方法，在允許 API 存取資料之前先進行檢查。
2. 透過強制使用傳輸層安全性來加密 API 通訊。這可確保用戶端與 API 伺服器之間的所有通訊都已加密。
3. 設定 API 速率限制，以防止濫用或 DoS（阻斷服務）攻擊。

9. 執行階段過度寬鬆錯誤

具有易受攻擊之寬鬆政策的容器映像，可能導致攻擊者在執行階段存取整個叢集。實作保護原則以防止或限制執行階段所指派的權限數量非常重要。這是因為 Kubernetes 容器在工作節點上執行，並由作業系統控制。如果沒有原則來檢查權限類型，就可能在執行階段導致弱點。

可能的解決方案

1. 使用嚴格的權限政策來強制執行規則，以控制執行階段工作負載。
2. 確保檔案與目錄對執行應用程式的使用者或群組具有適當的讀取、寫入與執行權限。
3. 檢查您的程式碼是否有執行階段權限檢查。確保應用程式能處理與權限相關的錯誤，而不是當機。

10. 不當的資料儲存與存取限制

透過 Kubernetes StatefulSet 資源，您可以將不同類型的應用程式與工具（例如資料分析和機器學習工具）部署到 Kubernetes，且方式簡單並具可擴充性。然而，必須注意的是，實作政策將限制對 Pod 資料的存取。這是因為 Kubernetes 中的儲存是由外部系統提供，您需要確保資料不會被所有人存取。

可能的解決方案

1. 確保資料在儲存前已加密。這是可維持資料安全的良好做法。
2. 始終使用最小權限原則來控制資料存取。
3. 對敏感資料進行分類，以採取更多安全措施。

5 項 Kubernetes 安全性最佳實務

• 實作適當的網路政策以控制叢集存取。 透過適當的網路控制政策加以檢查並落實，團隊與組織可以識別異常。此政策有助於防止將叢集資源的存取權授予攻擊者。此政策的實作是基於三層識別：命名空間、IP 區塊，以及允許的 Pod 識別碼。透過正確實作此政策，您可以監控您的 Pod，並且只授予具有適當權限的實體存取權。
• 使用零信任架構。 零信任架構是zero-trust architecture 一種會持續驗證進入叢集網路之請求的安全方法。由於 Kubernetes 叢集與節點可以通訊，攻擊者可能利用這種能力將攻擊擴散到各個叢集。即使網路請求來自已連線的節點，也必須採用可檢查其有效性的安全功能。
• 實作強大的監控與稽核政策。 全面的監控將對 Kubernetes 叢集執行全方位檢查，並識別現有與潛在的弱點。這項做法將協助您識別易受攻擊的叢集，並迅速採取行動以防止進一步利用。
• 善用容器映像。 容器映像是不可變的檔案，包含建立容器所需的所有元件。由於容器映像不可變，因此在傳輸原始容器時非常有幫助且相當實用。這是因為容器映像可防止在執行階段遭到修改。
• 使用安全的方法管理機密。 機密包含高度敏感的資料，可能授予對叢集和節點的存取權。其中部分資料包括 API 金鑰和存取金鑰。若攻擊者利用已儲存的機密，便可能控制更高的權限並造成重大損害。實作 Kubernetes 機密的加密非常重要。此作法可確保其不會被看見或被人類讀取。

結語

Kubernetes 是一個被廣泛接受的平台，用於建立和執行容器化平台。它易於設定和使用，因此組織偏好使用它來協調其容器應用程式。

簡單性也帶來了實作最佳實務以保護應用程式的需求。由於 Kubernetes 是為了便於設定而建置，因此它也有其相當多的安全挑戰。本文說明了 Kubernetes 安全性的重要性、使用 Kubernetes 相關的風險，以及一些安全最佳實務。