Kubernetes 弱點掃描：最佳實務與工具

Kubernetes 是最受歡迎的開源容器化工具之一。全球各地的組織與開發人員都偏好使用它而非其他替代方案，因為它與雲端無關、效率高、可攜、可擴展，並提供自動化協調。

然而，日益複雜的網路威脅可能會迫使您重新思考 Kubernetes 環境的真正安全性。像 OilRig 這樣的組織會使用 自訂 DNS 通道協定 來維持持續性的 C2 通道，對 Kubernetes 叢集極具成效。如果您的網路安全忽略了這些 DNS 查詢，他們就能透過這些查詢傳送命令並接收資料。

既然您已能辨識環境周遭潛伏的威脅，現在該談談如何保護它了。毫無疑問，最佳方式就是 Kubernetes 弱點掃描。

在本文中，我們將探討 Kubernetes 弱點掃描，以及它如何協助防範持續進行中的攻擊與威脅。

什麼是 Kubernetes 弱點掃描？

Kubernetes 弱點掃描是一種檢查弱點的方法，例如錯誤設定、不當存取、未修補軟體等。它也能透過識別並處理風險，協助維持叢集的安全態勢。為降低暴露於威脅的機率，Kubernetes 弱點掃描會檢查並確保設定符合安全最佳實務。

這種逐步調查 Kubernetes 部署中安全缺陷並加以修正的流程，包含容器映像與組態掃描，最好透過自動化工具進行，接著再更新/新增安全修補程式。

請注意，容器掃描相當複雜，通常不會以手動方式進行。您可以選擇開源或付費工具。

什麼是 Kubernetes 弱點？

Kubernetes 系統中的弱點或缺陷稱為 Kubernetes 弱點。像是駭客行動主義者、網路恐怖分子、國家級駭客以及內部威脅行為者等威脅行為者，都可能利用這些缺陷，破壞叢集的完整性、可用性，甚至機密性。

雖然 Kubernetes是管理容器化環境的強大工具，但預設並不安全，因為它需要適當的組態、存取控制和定期更新，才能防範攻擊。在短短 5 年內，從 2018 年到 2023 年，Kubernetes 中的漏洞數量增加了 440%。漏洞的存在源於錯誤組態、未修補的軟體，以及管理分散式環境的複雜性，這些因素可能使叢集暴露於潛在威脅之下，進而危及其完整性、可用性和機密性。

Kubernetes 弱點的影響是什麼？

Kubernetes 弱點可能造成嚴重且廣泛的影響，不僅限於叢集，甚至會危及整個組織的安全。威脅行為者可藉由利用這些弱點存取敏感資料並中斷服務。他們也可能利用這些遭入侵的叢集擴大攻擊面，進而影響整個網路。

由於容器環境彼此互連，一個弱點就可能讓攻擊者提升其存取權限並操控更多資源。這種橫向移動會擴大損害規模，並使偵測與控制入侵事件變得更加困難，進一步凸顯出強健安全措施的必要性。

在受監管的產業中，這類弱點可能因不符合 GDPR 或 HIPAA 等資料保護法規而導致嚴重的法律與財務後果。入侵事件的營運成本也相當可觀，包括調查、服務復原，以及強化安全措施。

例如，透過影響 Kubelet 的 CVE-2019-1002101 弱點，未經授權的使用者可在容器內執行任意命令，可能導致大規模中斷、資料外洩及營運衝擊。他們是藉由利用 Kubelet API 中不當的輸入驗證來達成此目的。單一這類弱點就可能獨力破壞整個 Kubernetes 容器。

Kubernetes 弱點掃描的重要性

根據 State of Kubernetes Security Report, 37% 的組織曾因與 Kubernetes 相關的安全事件而遭受營收或客戶流失。此外，這類事件並不侷限於執行階段，還可能嚴重影響整個應用程式開發生命週期。這顯示出掃描弱點有多麼重要。

1. 有助於防止資料外洩與安全事件。

採用 Kubernetes 弱點掃描的主要原因之一，是它大多可自動化，不論您的環境規模有多大。這些掃描會依排程執行，並提供即時警示與回應。您可以將其與進階技術和工具整合，以嘗試識別新威脅並加以緩解。透過掌握弱點與威脅，理想情況下，您可以避免並將 資料外洩 與安全事件的影響降到最低。

2. 有助於組織遵循法規標準。

當您將弱點掃描整合到工作流程中時，便可確保符合標準的產業特定法規。例如，金融公司必須遵循 Payment Card Industry Data Security Standard (PCI DSS)，醫療保健產業必須遵循 Health Insurance Portability and Accountability Act，而在多個歐洲國家營運的電信服務供應商則必須確保符合 General Data Protection Regulation (GDPR) 結果：您可避免因不合規而產生的法律後果與高額罰款所帶來的麻煩。

3. 提升使用者與客戶的信任與可靠性。

網路威脅行為者在選擇目標時並不挑剔。這就是為什麼對於任何為營運而蒐集客戶資料，並使用 Kubernetes 進行容器化的組織而言，Kubernetes 弱點掃描都至關重要。

看看電子商務平台就知道了——它們會蒐集重要且敏感的客戶資料。這些資料可能透過容器或映像中的安全缺陷遭到利用。弱點掃描可偵測並修正這些問題，避免潛在的資料外洩。因此，當終端使用者知道其資料受到保護時，便會產生安全感，也會進一步強化他們對平台/供應商的信任。

4. 有助於識別弱點。

Kubernetes 弱點掃描可作為早期預警系統；它會定期執行檢查、尋找已知威脅，並將元件與組態對照經驗證的資料庫，例如記錄所有已知威脅的 Common Vulnerabilities and Exposure (CVE)。某些進階技術，如啟發式分析與行為監控，則可識別異常與不尋常模式，以指出潛在威脅。

5. 有助於排定修復優先順序。

並非所有弱點都相同；有些可能具有時間敏感性。弱點掃描可讓您掌握弱點嚴重程度及其對業務的影響。根據這些資訊，您可以決定優先處理並分配資源來修補最關鍵的弱點。有數種修補流程，例如修補程式管理、重建並重新部署映像，以及隔離容器。然而，最受偏好的是角色型存取控制或 RBAC。它是透過定義權限的原則，以及 Subjects（獲授這些權限的實體）來實作。

6. 有助於組織提升其安全態勢。

Kubernetes 弱點掃描的另一項優勢，是可協助處理零時差弱點。雖然掃描無法偵測到它，但透過進階技術，它可以建議或指出新威脅的出現。維護良好且定期掃描的環境較不易受到未知威脅影響，且由於可降低攻擊面，因此具備更佳的安全態勢。

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Kubernetes 中的常見弱點

由於 Kubernetes 是相對複雜的實作工具，因此往往容易出現錯誤設定，且對威脅行為者的窺探防護不足。結果是：Kubernetes 成為網路犯罪分子的主要目標。在此，我們將討論 Kubernetes 中一些最常見的弱點。

1. 錯誤設定

Kubernetes 中的錯誤設定弱點源自不當的 RBAC 設定、暴露的儀表板，以及/或薄弱的驗證方法。RBAC 設定中的任何疏失都意味著權限過多，進而導致未經授權存取敏感作業。暴露的儀表板若搭配薄弱或預設密碼，會為叢集提供容易進入的入口點，而錯誤設定的 API 則會為阻斷服務 (DoS) 攻擊打開大門。

2. 存取控制不足

不足的 存取控制 只是表示沒有針對誰可以存取 Kubernetes 叢集制定標準。除了 RBAC 的問題外，還可能存在薄弱的網路原則，允許 Pod 之間不受限制地通訊，使敏感資料暴露給未經授權的使用者。Pod 安全性原則問題，例如不當的權限設定，也可能導致非特權使用者取得過多控制權。

3. 未修補軟體

當主機作業系統中的軟體弱點未修補時，可能會為攻擊者提供多個潛在的入侵點或權限提升路徑。這可能會影響容器內的作業系統、程式庫及其他軟體。如果 Kubernetes 節點上的作業系統存在未修補的軟體，可能會導致核心層級的漏洞利用，例如 2016 年 10 月的 Dirty COW 漏洞。在擁有最高層級權限的情況下，攻擊者可以取得對整個系統的控制權。

4. 容器弱點

容器弱點是指容器本身中的弱點。過時的映像檔或來自未經驗證登錄庫的映像檔，可能包含如 Apache 或 OpenSSL 等軟體的弱點版本，進而增加阻斷服務攻擊和資料外洩的風險。此外，具有過多權限的容器可能會危及 Kubernetes 節點，讓攻擊者取得敏感主機目錄的存取權。藉由此存取權，他們可以修改系統檔案，進而可能影響同一節點上的其他容器。

Kubernetes 弱點掃描流程

Kubernetes 弱點掃描流程包含三個重要步驟：Kubernetes 部署前的靜態分析、部署期間，以及部署後。讓我們更詳細地看看這些步驟。

• 部署前：靜態分析

靜態分析是指識別映像檔中的弱點，例如映像檔來源、合規性與效率。此流程首先會從公開或私有登錄庫擷取映像檔。接著，工具會拆解映像檔的多個層，並檢視每一層是否存在弱點或高風險組態，將軟體套件等元素與 NVD 等資料庫進行比對。分析也會檢查組態風險，例如不安全的權限或暴露的變數，並確保符合 PCI DSS 或 HIPAA 等標準。

• 部署期間：CI/CD 管線與准入控制器

在部署程式碼時，將弱點掃描實務整合至 CI/CD 管線是一項良好做法。這將確保所有建置內容都會自動接受弱點掃描。持續掃描符合 DevSecOps 將安全納入開發流程的觀點，能夠實現快速回饋與修補。

此外，始終建議設定 Kubernetes 准入控制器。這有助於防止部署不合規的資源，並強制執行安全政策。

• 部署後：執行階段掃描與監控

認為部署後工作就結束了是不正確的。原因是：弱點可能會隨著時間推移而出現。因此，建議持續掃描您正在執行的容器與 Kubernetes 叢集。您可以使用執行階段掃描工具來監控並偵測新弱點以及安全態勢的任何變化，從而即時掌握叢集的安全健康狀況。

請理解這一點：當您監控應用程式行為與 Kubernetes 環境中的異常活動時，通常可以偵測到潛在的安全事件。您必須監控並尋找容器遭入侵的跡象，以及未經授權存取的嘗試和其他安全問題。

頂尖開源 Kubernetes 弱點掃描工具

雖然有各種開源弱點掃描工具，以下是四款值得您評估的頂尖 Kubernetes 弱點掃描工具。

1. Kube-Score

採用 MIT 授權，Kube-score 包含一個以網頁為基礎的使用者介面（UI），可協助測試物件定義。Kube-score 會對 Kubernetes 定義執行靜態程式碼分析，並依據不同的安全控制項進行檢查。其結果是，您可依據自身需求自行啟用或停用控制項。Kube-score 的另一項關鍵優勢，是其著重於人類可讀的錯誤訊息。這些訊息可能包含有助於修復的指示，以協助提升安全性與可靠性。

2. Kubeaudit

由 Shopify 開發，Kubeaudit 採用 MIT 授權，並以 Golang 編寫。Kubeaudit 可協助您稽核 Kubernetes 叢集中的各種安全疑慮，例如偵測錯誤設定，以及識別未遵循最佳實務的情況。Kubeaudit 可透過單一指令輕鬆安裝在您的本機機器上。使用 Kubeaudit，您也可取得多種稽核模式，包括 local、cluster 和 manifest。Kubeaudit 是一款易於使用的開源弱點掃描工具，並提供平台讓社群貢獻以提升其稽核能力。

3. Kube-Bench

一個開源工具 Kube-Bench 可驗證 Kubernetes 的安全部署。它會偵測 Kubernetes 的執行版本，並將其對應至相應的 CIS 基準版本。所有這些都透過預設設定完成。Kube-Bench 也會嘗試識別在節點上執行的元件，並使用這些資訊來決定要執行哪些測試。Kube-Bench 以 Golang 撰寫，其測試使用 YAML（Yet Another Markup Language）檔案進行設定。結果：隨著測試規格的演進，更新此工具變得更加容易。

4. Kubesec

Kubesec 是一款適用於 Kubernetes 的風險分析工具，並以開源授權提供。此工具會掃描 manifest 組態，並依據預先定義的安全標準進行驗證。它可以找出部署或 pod 中的錯誤組態。一旦偵測到問題，Kubesec 會指派風險分數，以將這些問題對應至最佳安全實務。

Kubernetes 弱點掃描的要素

Kubernetes 弱點掃描有三個關鍵要素，分別是：修補 Kubernetes 弱點、掃描容器映像，以及掃描 Kubernetes 組態中的最佳實務。

• 修補 Kubernetes 中的弱點

Kubernetes 中的弱點源自錯誤組態、不當的 RBAC 設定或未受保護的 API。透過識別這些缺陷，關鍵在於套用有針對性的修補程式或組態變更，以將風險降至最低。修補包括識別問題並加以更正，以防止遭到利用，從而保護叢集免受潛在的入侵或阻斷服務攻擊。

• 容器映像掃描

容器映像通常包含過時的程式庫或已知弱點。透過系統化掃描這些映像，我們可以在部署前偵測安全風險。這很重要，因為單一存在弱點的容器就可能危及整個叢集，並將弱點擴散至相互連結的服務。

• 測試 K8 組態中的最佳實務

遵循安全最佳實務可確保叢集在安全邊界內運作。測試這些實務，包括適當的 RBAC、網路隔離與 pod 安全政策，可降低未經授權存取或權限提升的風險。這是主動式措施的應用，可確保 Kubernetes 環境對潛在威脅維持韌性。

結論

Kubernetes 無疑是最受歡迎的開源容器協調工具之一，但它也伴隨著一定程度的複雜性，而這種複雜性本質上會帶來安全風險。其可擴展性與雲端無關的彈性使其對全球各地的組織極具吸引力，但這些特性本身也可能使其變得脆弱。如今網路威脅日益複雜且高度針對性，因此認知到 Kubernetes 預設並不安全至關重要。

Kubernetes 弱點掃描的需求不是可有可無。它是一種基礎且主動的防禦機制，可持續識別並修補風險，確保符合法規標準並維持使用者信任。

在您持續推進時，請先將弱點掃描納入您的 CI/CD 管線，利用它監控部署前與部署後的狀態，並確保已部署自動化工具，以即時偵測並回應威脅。您越早建立這些實務，就越有機會防止重大事件發生。

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