云原生安全运营：全方位防护策略
发布时间：
2024-12-20 21:00
一、云原生安全概述
云原生，简而言之，是指为云而设计的应用，充分利用云计算的优势，如微服务架构、容器化、持续交付与部署（CI/CD）、以及自动化运维等。这一转变带来了开发效率的提升和运维成本的降低，但同时也引入了新的安全风险，如镜像安全、运行时安全、云原生基础设施与集群网络安全等。
二、开发构建阶段的安全运营
2.1 代码安全审查
静态代码分析：在代码编写阶段集成静态代码分析工具，自动检测代码中的安全漏洞、编码错误和潜在的安全风险。
安全编码培训：定期对开发团队进行安全编码培训，提升团队对常见安全漏洞OWASP TOP 10（如SQL注入、XSS攻击等）的认识和防范能力。
2.2 依赖管理
依赖项扫描：使用软件成分分析工具（SCA）自动扫描项目依赖库中的已知漏洞，确保使用的第三方组件是安全的。
版本控制：通过版本控制工具（如Git）和依赖管理工具（如Maven、npm）管理依赖版本，防止未经审核的依赖升级引入安全风险。
2.3 Dockerfile文件安全审计
1） 使用官方基础镜像并定期更新，以保证镜像的安全性。
2） 最小化镜像可以减少安全漏洞的风险，尽量只安装必需的软件。
3） 及时更新修复软件的安全漏洞，建议在安装软件时更新到最新版本。
4） 不要以root用户运行容器，以root用户运行容器会增加容器被攻击的风险，应该使用非root用户运行容器。
5） 仅公开应用程序所需的端口，避免公开 SSH (22) 等端口。
6） 避免使用ADD指令，使用ADD指令会在构建镜像时暴露机密文件的信息，建议使用COPY指令。
7） 禁止在Dockerfile中存储密码或凭据，在Dockerfile中存储密码会增加镜像被攻击的风险，应该使用Docker Secret或者环境变量的方式来存储密码。
8） 清理不需要的文件，在构建镜像时，可以删除不需要的文件和信息，减少容器被攻击的风险。
2.4 镜像安全管控
1）镜像构建安全
a）使用官方或受信任的镜像源作为基础镜像。
b）采用多阶段构建减少镜像体积，降低攻击面。
c）避免泄露敏感信息，使用secret存储访问凭证等信息。
d）限制容器权限，使用非root用户运行。
e）严格限制端口暴露。
2）镜像扫描与漏洞修复
a）在镜像构建完成后，使用镜像安全扫描工具对仓库与节点镜像进行周期性全面扫描。
b）镜像漏洞修复，资产关联系统责任人，重点关注高危漏洞（含远程代码执行、本地提权等）。
3）镜像管控
a）禁止非信任镜像流入开发测试环境，必须申请领导授权并执行镜像安全扫描，检测无安全风险可允许使用。
b）对存在高危漏洞、病毒、木马等危险镜像禁止运行，通过镜像安全工具自动阻断风险镜像的运行。
三、部署阶段的安全运营
3.1 yaml文件安全审计
1） Pod必须指定命名空间部署。
2） 默认禁止使用特权容器。
3） 禁止挂载宿主机敏感目录，如根目录/、/etc/、/run、/proc等。
4） 最小化CAP特权，明确需要使用的CAP权限进行按需分配，常见有AUDIT_WRITE、CHOWN、DAC_OVERRIDE、FOWNER、FSETID、KILL、MKNOD、NET_BIND_SERVICE、SETFCAP、SETGID、SETPCAP、SETUID、SYS_CHROOT。
5） 限制资源配额，按需配置cpu与内存request和limit。
6） 以非root用户身份运行，容器不得将runAsUser配置为0。
7） 不允许特权提升，allowPrivilegeEscalation=false。
8） 默认禁止hostPath挂载卷，应使用nas或其它外部存储资源。
9） 限制使用主机端口。
3.2 访问控制与身份认证
最小权限原则：基于RBAC（基于角色的访问控制）模型，为服务和用户分配最小必要权限，减少权限滥用风险。
服务账户管理：对Kubernetes中的Service Accounts进行严格管理，使用Kubernetes Secrets存储敏感信息，如数据库密码。
3.2 网络微分段
网络策略：利用Kubernetes Network Policies定义细粒度的网络访问规则，实现微服务间的隔离，防止横向移动攻击。
服务网格安全：在采用服务网格（如Istio）时，利用其提供的mTLS（相互TLS）功能，确保服务间通信的加密和身份验证。
3.3 安全配置管理
安全基准配置：基于CIS（Center for Internet Security）等权威机构发布的基准，为Kubernetes集群和容器配置安全标准。
自动化配置审计：利用Kube-bench、kube-hunter等工具定期对集群配置进行审计，及时发现并纠正不符合安全标准的配置。
四、运行阶段的安全运营
4.1 运行环境安全
主机操作系统：应定期对操作系统进行更新，确保所有软件组件都是最新版本，以减少安全漏洞。
Kubernetes集群：正确配置Kubernetes集群，确保集群的默认安全设置符合CIS基线要求。
容器运行时：确保使用的容器运行时满足安全性、稳定性以及与Kubernetes的兼容性。
4.2 运行时监控与防御
容器运行时安全：部署运行时安全工具，实时监控容器行为，检测并阻止异常活动，如容器逃逸、反弹shell、执行挖坑程序等。
日志与监控：通过Prometheus+Grafana或集成ELK Stack（Elasticsearch, Logstash, Kibana）等监控方案，收集并分析容器和应用的日志，及时发现安全事件。
4.3 应急响应与恢复
应急响应计划：制定详细的应急响应流程，包括事件报告、分析、处置和恢复步骤，确保在发生安全事件时能够迅速响应。
备份与恢复：定期备份关键数据和配置，测试恢复流程，确保在遭遇攻击或故障时能快速恢复服务。
五、云原生安全运营的关键点
策略一致性：确保云原生环境下的安全策略与企业整体的安全政策保持一致，避免安全孤岛的出现。
自动化与集成：充分利用云原生环境的自动化特性，将安全检测、监控和响应集成到CI/CD流水线中，实现安全左移。
持续监控与适应：云原生环境动态变化快，需要建立持续监控机制，并根据环境变化适时调整安全策略。
文化与培训：构建全员参与的安全文化，通过定期培训提升团队对云原生安全的理解和应对能力。
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