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Kubernetes Secrets管理的最佳实践

发布时间：

2024-06-21 18:00

Kubernetes使用Secrets的密钥对象来存储OAuth令牌、SSH密钥、密码和其他机密数据。Kubernetes Secrets允许我们将机密数据与应用程序代码分开，通过在Pod之外单独创建它。这种分离，以及完善的基于角色的访问控制（RBAC）配置，降低了机密信息在与Pod交互时暴露的可能性，从而增强了安全性。

虽然Kubernetes Secrets对于防止意外数据泄露很有帮助，但它们可能无法确保集群数据免受恶意网络攻击的影响。例如，具有访问我们的etcd集群权限未经授权用户可以访问所有我们的Kubernetes Secrets，因此我们必须仔细管理Kubernetes Secrets以确保它们的安全性

一：Kubernetes Secrets的工作原理

Kubernetes Secrets允许用户将数据存储在一个秘密对象中，然后可以被Kubernetes客户端访问或修改。一个Secret是一个键值对，包括一个秘密ID和验证信息。当创建一个Pod时，Kubelet使用秘密ID来识别必须提供给应用程序容器的凭据。

Kubelet在集群中的每个节点上运行，并管理着Pod及其容器。只有当Secrets显式地作为挂载卷的一部分，或者在kubelet拉取用于Pod的镜像时，Pod才能访问Secrets。

Kubernetes API服务器存储Kubernetes Secrets。只有具有访问Kubernetes API服务器权限的特定用户才能访问它们。Kubernetes API服务器是我们应用程序的单点故障，因此我们必须确保我们的数据安全可靠

Kubernetes Secrets：

提供了一个安全的方式来在控制器和其工作节点之间共享配置数据，比如在kubelet和pod之间。
提供了一种替代的方式来在Kubernetes集群中存储敏感数据，比如访问外部应用程序的凭据。
提供了一个便捷的方式来在我们的Kubernetes集群上创建新的资源，比如新的部署或命名空间。

二：Kubernetes Secrets的最佳实践

Secrets，如密钥、密码、令牌和其他配置值，必须被正确地存储。如果我们的Kubernetes集群受到了威胁，那么Secrets必须保持安全。攻击者不应能够利用Secrets来威胁敏感数据、构建僵尸网络，或者进行命令和控制服务器。

以下是一些帮助我们确保Kubernetes Secrets安全的技术：

启用静态加密
配置RBAC规则
加密etcd数据
使用集中式Secrets存储以便管理

三：启用静态加密

Kubernetes Secret数据以base64格式进行编码，并以明文形式存储在etcd中。Etcd是一个键值存储，用作Kubernetes集群状态和配置数据的后备存储。在etcd中以明文形式存储Secrets是有风险的，因为攻击者可以轻易地获取它们，并用于访问系统。

默认情况下，etcd数据库不会进行加密，因此我们需要对Secret数据进行静态加密，以保护其中包含的敏感信息不落入攻击者手中。如果攻击者可以访问文件系统，他们可以从文件中读取Secrets。

此外，Kubernetes提供了静态加密功能，使我们能够在将Secrets存储到etcd之前使用Kubernetes API对其进行加密。我们还可以使用加密提供程序，如KMSConfiguration、IdentityConfiguration、SecretboxConfiguration和AESConfiguration来保护我们的Secrets。

Kubernetes集群有多个节点，每个节点都具有用于加密和解密操作的唯一凭据。EncryptionConfiguration对象在节点级别上指定了加密和解密操作的密钥材料。这些加密提供程序的配置包含在EncryptionConfiguration对象中，它允许使用本地管理的密钥在本地对Secrets进行加密。

四：配置RBAC规则

在静态加密Kubernetes Secrets只是保证Secrets安全所需的一部分。我们还应该使用Kubernetes的RBAC规则来控制对Secrets的访问。授权Secret访问的安全策略可以基于任务、时间或角色。

Kubernetes Secrets和RBAC规则相辅相成，因为Kubernetes Secret对象存在的一个主要原因是为了授予不同于ConfigMap的RBAC访问。

我们可以使用ClusterRoles对象来定义用户在集群内可以执行的操作，以及使用角色来定义用户在命名空间内可以执行的操作。RBAC将创建、删除和修改Secrets的权限限制为仅特定用户。例如，我们可以设置一个策略，禁止开发人员为特定命名空间创建Secrets，而不是其他命名空间。

Kubernetes内置的RBAC框架允许我们实施最小权限原则（PoLP），以将用户或程序对资源或信息的访问限制为执行分配的任务或正常运行所需的资源或信息。它帮助我们确保只有特权账户和容器才能访问Secrets。如果攻击者入侵了一个组件，PoLP会阻止他们升级权限并危害其他组件。

五：加密etcd数据

由于我们只需要访问etcd集群来访问Secrets，因此在保护敏感数据时。最好的方法是使这些数据在etcd中不可用。etcd的默认存储驱动程序是本地的，并且加密密钥存储在配置文件中。这可能使其容易受到恶意软件或其他恶意威胁的攻击。

加固etcd数据安全性的一种方法是在存储之前加密Secrets。我们应该使用加密提供程序，例如密钥管理服务（KMS），来存储我们的密钥和Secrets。值得注意的是，大多数托管的Kubernetes提供程序在创建集群时默认加密etcd Secrets存储，这有助于保护我们的etcd数据安全。

另一种安全方法是只允许API服务器访问etcd。我们应该只允许需要访问的节点使用etcd集群。我们可以使用Kubernetes API服务器授予对etcd的访问权限，并仅为特定用户或组授予读写权限。

六：使用集中式Secrets存储以便管理

Kubernetes Secrets对我们应用程序的运行至关重要，我们可以将它们存储在多个位置。当我们将Secrets存储在许多地方时，保护它们变得很具挑战性 —— 特别是当我们必须在多个集群中管理Secrets时，或者如果我们有私有和公共密钥对的混合。如果没有集中式的Secrets管理系统，Secrets就会分散在各个位置，增加了未经授权用户的攻击面。

集中管理Secrets具有许多优点，特别是在多个实例中使用Secrets时。集中式管理解决方案为我们提供了对Kubernetes安全景观的统一视图。我们可以轻松地管理Secrets、访问控制和审计，并深入了解关键的安全事件。

七：结论

Secrets用于验证用户和服务，并控制对资源和其他Secrets的访问。Kubernetes Secrets允许用户将数据存储在秘密对象中，然后可以由Kubernetes客户端访问或修改。由于Secrets包含诸如令牌、密钥和密码等敏感数据，因此我们必须遵循最佳实践来确保我们的Secrets安全。