随着容器化架构的发展势头越来越强劲，企业正在意识到容器安全性的重要性越来越大。不可否认，容器提供了可移植性、灵活性和可扩展性等深远优势，但它们也带来了前所未有的安全挑战。在本报告中，我们将阐述容器安全的基本原则和策略，并深入探讨两种具体方法——秘密管理和修补。此外，我们还将研究用于保护密钥、令牌和密码的工具和技术。
容器安全的当前趋势
开发人员和 DevOps 团队已经接受使用容器进行应用程序部署。Gartner在一份报告中表示，“到 2025 年，全球超过 85% 的组织将在生产中运行容器化应用程序，与 2019 年的不到 35% 相比有了显着增长。” 另一方面，各种统计数据表明，容器的流行也使它们成为成功利用它们的网络犯罪分子的目标。
根据Red Hat在 2023 年 Kubernetes 安全状况报告中发布的一项调查，67% 的受访者表示，安全是他们在采用容器化时最关心的问题。此外，37% 的受访者表示，他们因容器或 Kubernetes 安全事件而遭受收入或客户损失。这些数据点强调了容器安全的重要性，使其成为当前正在使用或计划采用容器化应用程序的组织之间讨论的关键和紧迫话题。
容器安全策略
使用综合的多层次方法可以最有效地处理容器安全，每个方法都涉及不同的策略和原则。采用这种方法可以最大限度地降低暴露风险并保护应用程序免受威胁。
图 1：容器安全的多层方法
应用程序安全侧重于保护在容器内执行的应用程序，这可以通过实施输入验证、安全编码实践和加密来实现。相比之下，容器运行时环境应该定期进行漏洞扫描和修补。最后，主机层被认为是最关键的安全层，因为它负责运行容器。可以通过实施基线配置来强化主机操作系统、部署防火墙、实施网络分段以及使用入侵检测和入侵防御系统来保护它。
容器基础设施的每一层都提供了应用一组总体安全原则和策略的机会。下面，我们概述了一些关键策略，以帮助更好地理解如何将这些原则付诸行动。
保护容器化环境核心原则和策略描述设计安全最小权限、职责分离、纵深防御风险评估漏洞扫描和修复、威胁建模、安全策略访问管理RBAC、MFA、集中式身份管理运行时安全网络分割、容器隔离、入侵检测与防御事件管理和响应日志管理、事件计划和响应、持续监控
容器分割
为了确保容器段内的通信安全，可以将容器部署为微服务，确保只允许授权连接。这是使用云原生容器防火墙、容器区域、服务网格技术等实现的，这些技术使用细粒度策略控制到虚拟网络的流量。网络分段将物理网络划分为子网，而容器分段在覆盖网络上工作，为基于资源的身份提供额外的控制。
图像扫描
在部署容器之前，分析容器基础镜像、库和包是否存在任何漏洞非常重要。这可以通过使用图像扫描工具来完成，例如Anchore和Docker Scout。
运行时保护
为了实时识别和响应潜在的安全事件，监控容器内的活动至关重要。运行时安全工具可以通过识别未经授权的访问、恶意软件和异常行为来协助完成此任务。
访问控制
为了尽量减少未经授权访问主机的可能性，只有授权人员才能被授予访问容器化环境的权限。为此，可以部署强大的身份验证和授权机制，例如多因素身份验证、基于角色的访问控制 (RBAC) 和 OAuth。
容器安全中的机密管理
机密管理可防止外部和内部威胁，并通过集中化来简化凭据管理。它试图保护控制对各种服务、容器资源和数据库的访问的敏感信息（密钥、令牌等）。最终，它确保敏感数据的安全并满足法规遵从性要求。
由于秘密的重要性，它们应该始终被加密并安全地存储。此类信息处理不当可能会导致数据泄露、侵犯知识产权和失去客户信任。常见的失误包括以纯文本形式存储秘密、对其进行硬编码或将其提交到源代码控制系统/存储库。
常见类型的秘密概述
为确保机密的安全，清楚了解各种类型至关重要：
- 密码是最常用的秘密。它们用于对用户进行身份验证并提供对容器中的 Web 服务、数据库和其他资源的访问。
- 密钥有多种用途，例如加密和解密数据以及为设备和服务提供身份验证。常见的密钥类型包括 SSH 密钥、API 密钥和加密密钥。
- 令牌用于提供对资源或服务的临时访问。身份验证令牌，例如访问令牌、OAuth 和刷新令牌，用于对第三方服务或 API 进行身份验证。
- 数据库凭据可以是用于访问数据库和特定于数据库的机密的用户名、密码和连接字符串。
流行的密钥管理工具概述
在评估安全解决方案时，重要的是要考虑一系列因素，例如加密、访问控制、集成功能、自动化、监控、日志记录和可扩展性。这些都是可取的特征，可以有助于形成稳健有效的安全态势。相反，还应考虑缺乏透明度、功能有限、集成度差和成本等缺陷。
除了上面列出的能力，对安全解决方案的综合评估还考虑了公司当前基础设施（AWS、Azure、谷歌云等）的具体需求和要求，以及与其现有工具的兼容性，以确保最好的结果。
下面列出了一些在行业中经过验证的工具，供您参考：
- HashiCorp Vault – 一种开源工具，提供集中式机密管理、机密轮换和动态机密等功能。
- Kubernetes Secrets – Kubernetes 环境中的内置秘密管理工具，允许用户存储敏感信息，例如 Kubernetes 对象。建议在使用 Kubernetes Secrets 时使用加密、RBAC 规则和其他安全最佳实践进行配置。
- AWS Secrets Manager – 一种基于云的工具，可扩展且高度可用。它支持在 Amazon ECS 和 EKS 上运行的容器，提供自动秘密轮换，并可以与 Lambda 等 AWS 服务集成。
- Azure Key Vault – 通常由在 Azure Kubernetes 服务上运行的容器使用。它可以支持各种密钥类型并与大多数 Azure 服务集成。
- Docker Secrets – 一种内置的机密管理工具，可以在 Docker Swarm 中存储和管理机密。请注意，此工具仅适用于 Swarm 服务，不适用于独立容器。
短暂的密钥
密钥管理领域的一个新兴趋势是使用生命周期有限、定期自动轮换、按需生成的短期秘密。这是对与长期未加密的秘密相关的风险的回应，因为这些新秘密通常只持续几分钟或几小时，一旦过期就会自动删除。
容器安全中的补丁
为了降低已知威胁的暴露风险，确保容器使用最新的软件版本非常重要。打补丁可确保定期更新软件以解决任何开放的漏洞。如果不应用补丁，恶意行为者可以利用漏洞并导致恶意软件感染和数据泄露。成熟的组织使用自动修补工具来使他们的容器环境保持最新。
修补工具
为了使容器映像与最新的安全补丁保持同步，市场上有许多可用的工具。Kubernetes和Swarm是使用最广泛的编排工具，它们提供集中式平台并允许用户自动化容器部署。Ansible和Puppet是其他流行的自动化工具，用于自动部署 Docker 镜像的补丁。
实施补丁的最佳实践
在容器环境中应用补丁可以显着增强组织的安全状况，前提是它们遵循行业最佳实践：
- 定期扫描容器以识别漏洞并使基础映像保持最新。
- 尽可能使用带有自动化工具的自动修补过程，以减少人工干预。
- 在部署到生产环境之前，在测试环境中使用官方图像和测试补丁。
- 跟踪修补活动、监控日志并对生成的警报或问题采取行动。
- 创建自动构建管道以测试和部署已打补丁的容器。
结论
随着越来越多的组织采用容器化环境，了解潜在的安全风险并采取主动的容器安全方法至关重要。这涉及实施核心安全原则和策略、使用可用工具以及优先考虑容器化数据和应用程序的安全性。多层安全、机密管理和自动修补等策略有助于防止安全漏洞。
此外，将修补流程与 CI/CD 管道集成可以提高效率。对于组织而言，了解最新的容器安全趋势和解决方案以有效保护其容器化环境非常重要。
