Kubernetes安全之认证与授权
背景
随着云计算和微服务架构的安全普及 ，容器技术已经成为了企业和开发者构建 、认证授部署和管理应用程序的安全首选方案 。Kubernetes作为一个开源的认证授容器编排平台 ，已经成为了容器化应用程序的安全事实标准 。然而，认证授随着Kubernetes在生产环境中的安全广泛应用 ，安全问题也日益凸显 ，认证授这些安全事件给企业和开发者带来了巨大的安全损失，也使得Kubernetes安全成为了业界关注的认证授焦点 。香港云服务器本文将探讨Kubernetes安全中的安全认证和授权 ，为相关研究和实践提供参考 。认证授
Kubernetes介绍
Kubernetes是安全一款开源的容器编排系统 ，能够自动化地部署 、认证授扩展和管理容器化的安全应用程序 。它最初由Google设计和开发 ，现在由Cloud Native Computing Foundation (CNCF)维护 。
Kubernetes最初由Google设计和开发 。Google内部的Borg系统启发了Kubernetes的设计 ，并帮助Google处理了数百万个容器实例的服务器租用管理 。Kubernetes项目于2014年6月正式发布 ，当时的版本为v0.1 。自那以后 ，Kubernetes不断发展壮大 ，成为了一个成熟的、开源的容器编排系统 ，广泛应用于企业的生产环境中 。现在 ，Kubernetes由Cloud Native Computing Foundation (CNCF)维护，成为了CNCF的毕业项目之一 。模板下载
Kubernetes的目标和优势
Kubernetes的目标是帮助企业更好地管理和协调容器化的应用程序 。通过使用Kubernetes ，运维人员和开发人员可以更快速 、更可靠地部署和运行容器化的应用程序 。它提供了一系列的API和工具 ，可以自动化地处理容器的部署 、扩展 、负载均衡 、网络 、高防服务器存储和安全等方面的问题。同时 ，Kubernetes可以支持多种容器运行时 ，如Docker 、rkt等 。
Kubernetes的优势包括 ：
自动化 ：Kubernetes可以自动进行容器的部署、扩展 、负载均衡 、网络 、存储和安全等方面的管理 ，从而减轻了运维人员的工作量 。源码下载可伸缩性 ：Kubernetes可以轻松地扩展应用程序的规模和资源 ，从而满足不同的业务需求 。可靠性 ：Kubernetes可以自动化地处理容器的故障恢复和负载均衡 ，从而保证应用程序的高可用性 。安全性：Kubernetes提供了多种安全措施 ，如身份验证 、授权 、加密和网络隔离等 ，从而保护容器化应用程序和数据的安全。灵活性 ：Kubernetes支持多种云平台和部署环境 ，如公有云 、亿华云私有云和混合云等 ，从而满足不同的业务需求。Kubernetes相关概念
node介绍
在Kubernetes集群中 ，node是一个关键概念，它为运行容器和部署应用程序提供必需的资源和环境。通过使用node ，能够更加高效地管理集群内的容器化应用程序 。node可以部署在同一台物理机器上 ，也可以部署在不同的物理机器上 ，实现高可用性和负载均衡。
Kubernetes的整体架构由Master节点和Worker节点组成。Master节点作为集群的控制中心，负责管理整个集群的状态，以及应用程序的部署、伸缩 、升级和运维等任务 。而Worker节点则承担着运行应用程序的职责 ，负责运行容器并提供应用程序服务 。
在Kubernetes集群中，Master节点主要包括以下几个组件 ：
API Server：提供Kubernetes集群API ，涵盖容器的创建 、伸缩 、升级、删除等操作 。etcd ：负责Kubernetes集群数据存储 ，包括集群状态、应用程序配置和服务发现等。Controller Manager：管理集群内的控制器 ，如Replication Controller 、Deployment Controller和Namespace Controller等 。Scheduler：为新的Pod选择合适的Worker节点以进行运行。在Kubernetes集群中 ，Master节点的API Server 、etcd 、Controller Manager和Scheduler四个组件相互协作 ，共同维护和管理集群的状态。API Server作为集群的前端 ，负责处理用户请求和与其他组件通信；etcd负责存储集群的状态信息；Controller Manager负责管理控制器 ，确保集群的实际状态与期望状态一致；Scheduler负责为新创建的Pod选择合适的节点进行部署 。这四个组件共同构成了Kubernetes集群的核心架构 。
而Worker节点则包括以下组件 ：
kubelet ：管理节点上的容器，包括容器的创建 、删除 、伸缩等操作 。kube-proxy ：管理节点上的网络 ，包括为Pod分配IP地址 、实现网络转发等 。Container Runtime：负责运行容器的软件 ，例如Docker 、rkt等 。Kubelet 、kube-proxy和Container Runtime是Worker节点上的三个关键组件 。Kubelet负责与Master节点通信并管理容器的生命周期 ，kube-proxy负责实现服务发现和负载均衡 ，而Container Runtime则负责实际运行容器。这三者共同协作 ，确保Kubernetes集群中的容器化应用能够高效 、稳定地运行 。
Master节点与Worker节点之间的通信至关重要 ，它使得Kubernetes集群中的各个组件能够协同工作 。在Kubernetes架构中 ，Master节点和Worker节点可以部署在同一台物理机器上 ，也可以部署在不同的物理机器上 ，以实现高可用性和负载均衡。
Kubernetes还包含一些其他组件 ，如Ingress Controller和Service Mesh等，它们为Kubernetes集群提供更高级的功能和服务 。
pod介绍
Pod是Kubernetes核心概念之一 ，提供容器间通信 、数据共享和资源隔离机制 。当需要运行容器时，Kubernetes调度器创建Pod ，分配给可用的Worker节点 。在该节点上，kubelet运行Pod中的容器 ，kube-proxy确保Pod访问正确的服务和资源 。
Pod旨在支持多个容器协同工作 ，如一个Web应用可能需Nginx容器处理网络请求，node.js容器处理应用逻辑 。两个容器组成一个Pod，共享网络和存储资源 。Pod内容器共享网络命名空间和存储卷，轻松相互通信和共享数据。每个容器在Pod中运行独立应用程序或服务 ，拥有独立生命周期 。
Pod是临时 、短暂存在的实体 。容器故障或需升级时 ，删除Pod ，创建新Pod替代 。Kubernetes确保新Pod中的容器保留旧Pod数据和状态 ，确保应用程序高可用性和灵活性 ，满足企业需求 。
namespace介绍
在Kubernetes中，Namespace是一种虚拟的集群划分方式 ，用于将一个物理集群划分为多个逻辑集群 。每个Namespace都具有自己的资源限制和授权策略 ，可以用来隔离不同的应用程序或用户。通过使用Namespace ，企业可以更好地管理Kubernetes集群中的应用程序和资源。例如 ，可以为不同的团队或部门分配不同的Namespace，实现资源隔离和授权控制 。
Kubernetes默认提供三个Namespace：default 、kube-system和kube-public 。default Namespace用于存放应用程序的默认资源 ，kube-system Namespace用于存放Kubernetes系统的资源，kube-public Namespace用于存放公共资源 。除此之外 ，用户还可以创建自己的Namespace ，用于存放特定的应用程序和资源 。
Namespace中可以创建各种Kubernetes资源，如Pod、Service 、Volume等 。这些资源只能在同一Namespace中使用，不能跨Namespace使用 。例如，一个Pod只能访问同一Namespace中的其他Pod和Service，不能访问其他Namespace中的资源 。这样可以确保资源的隔离和安全性 。
Namespace和NodeNode和Namespace是相互独立的概念，它们在Kubernetes集群中扮演着不同的角色 。Node关注的是集群的物理层面，如服务器、网络等 ，而Namespace关注的是集群的逻辑层面，如资源隔离 、权限控制等。Node和Namespace之间没有直接的关联关系。一个Node可以运行属于不同Namespace的Pods ，而一个Namespace中的资源可以分布在多个Node上。换句话说 ，Namespace的划分不受Node的限制 ，它们可以跨越整个集群 。
尽管Node和Namespace之间没有直接关联 ，但它们在Kubernetes集群中共同协作 ，共同支持容器化应用程序的运行。例如 ，当在某个Namespace中创建一个新的Deployment时 ，Kubernetes会根据集群的资源情况，自动选择合适的Node来运行相应的Pods 。
总之，Node和Namespace在Kubernetes中是两个独立但互相协作的概念 。Node负责提供集群的计算 、存储和网络资源 ，而Namespace负责在逻辑层面上对集群资源进行划分和管理 。它们共同构成了Kubernetes集群的基础架构 ，支持容器化应用程序的高效运行。
Kubernetes namespace和linux内核 namespaceKubernetes命名空间与Linux操作系统命名空间在概念上具有相似性，但在实际应用中所扮演的角色有所不同 。Kubernetes命名空间主要关注集群内资源和对象的逻辑隔离，而Linux操作系统命名空间则关注在内核级别实现资源隔离 。可以将这两者视为在不同层次上实现资源隔离的技术 。
Kubernetes中的Pod与Linux操作系统命名空间之间存在联系，主要体现在Pod的底层实现 。在Kubernetes中 ，Pod的创建和管理依赖于容器技术 ，如Docker或rkt 。这些容器技术利用Linux操作系统命名空间为每个容器提供隔离环境 。当Kubernetes调度并运行一个Pod时 ，底层容器运行时会使用Linux命名空间为Pod中的容器创建一个独立的运行环境。
service介绍
在Kubernetes中 ，Service是一种抽象的资源 ，用于公开应用程序中的一组Pod ，并为它们提供网络连接 。Service将多个Pod公开为单个逻辑应用程序，并为它们提供一个稳定的IP地址和端口 ，使它们在整个集群中可访问。
Service通过一组标签选择器来选择要公开的Pod 。Pod的标签可以用来标识应用程序的不同组件 ，例如前端 、后端 、数据库等 。Service将选择器与标签匹配 ，并将流量路由到匹配的Pod 。
在Kubernetes中 ，Service主要有两种类型 ：ClusterIP和NodePort 。
ClusterIP Service是默认类型的Service ，它将Pod暴露到集群内部 ，为每个Service分配一个稳定的虚拟IP地址 ，可以在集群内部用于Pod之间的通信 。
NodePort Service将Pod公开到集群外部 ，并为它们提供一个稳定的IP地址和端口 ，可以从集群外部访问这些Pod 。NodePort Service使用了集群节点的IP地址和端口号 ，并将流量转发到匹配的Pod 。此外 ，还有两种类型的Service：LoadBalancer和ExternalName 。LoadBalancer Service用于将流量负载均衡到集群中的多个节点，而ExternalName Service则将Service映射到集群外部的DNS名称 。
Service是Kubernetes中一个重要的概念 ，它为Pod提供了一个稳定的网络标识符 ，使得开发人员和操作人员可以更轻松地管理和公开容器化应用程序。通过使用Service ，可以在不影响应用程序的情况下轻松地扩展 、升级和部署容器化应用程序 。
不同概念之间的关系
Kubernetes 集群由多个 Node 节点组成；每个 Node 节点上可以运行多个 Pod；每个 Pod 可以包含一个或多个容器，这些容器共享存储卷和网络命名空间；Namespace 用于在逻辑上对集群资源进行划分和隔离；Service 用于将一组具有相同功能的 Pod 暴露为一个单一的访问接口 ，实现负载均衡和服务发现 。Kubernetes安全模型
Kubernetes 的安全模型由三个关键组件组成 ：认证 、授权和 Admission Control 。
以下是三个 Admission Control 的例子 ：
Pod Security Policy ：Pod Security Policy 是一种 Admission Control，可限制在 Kubernetes 中运行的容器 。管理员可以创建 Pod Security Policy 来指定容器的运行限制 ，如禁用特定的 Linux 功能 、系统调用、特定卷或容器镜像等。Pod Security Policy 能帮助保护 Kubernetes 集群内的应用程序和数据安全 ，防止恶意容器攻击 。
MutatingAdmissionWebhook ：MutatingAdmissionWebhook 是一种 Admission Control，可在 Pod 创建时自动修改其配置 。例如 ，管理员可使用 MutatingAdmissionWebhook 自动为 Pod 注入环境变量 、Sidecar 容器或配置 Liveness 和 Readiness 探针 。这有助于自动化配置管理 ，减少手动干预。
ValidatingAdmissionWebhook ：ValidatingAdmissionWebhook 是一种 Admission Control ，用于验证部署的 Pod 是否符合预定义策略 。例如 ，管理员可使用它验证容器镜像是否安全 、无漏洞或已获官方认证 。ValidatingAdmissionWebhook 可帮助防止不安全的容器部署 ，保护集群内应用程序和数据的安全 。
Kubernetes 的认证、授权和 Admission Control 按上述顺序执行 。首先进行认证 ，然后进行授权 ，最后执行 Admission Control。这种顺序确保只有经过认证的用户或进程才能被授权访问资源 ，并在访问资源之前执行必要的安全和配置检查 ，以确保 Kubernetes 集群中的应用程序和数据的安全性。
管理员可以根据需求 ，使用不同的 Admission Control 满足安全和配置管理需求 。Kubernetes 的认证 、授权和 Admission Control
Kubernetes 认证
在 Kubernetes 中 ，支持多种不同的认证方式 。以下是 Kubernetes 中常用的认证方式 ：
TLS 证书认证 ： TLS 证书认证是 Kubernetes 中最常用的认证方式之一 。该认证方式使用 SSL/TLS 证书作为认证标识 ，用于验证用户或进程的身份 ，并授予其一组访问权限 。TLS 证书认证通常使用 CA 证书 、客户端证书和服务器证书 ，用于验证客户端和服务器之间的安全通信 。Token 认证 ： Token 认证是 Kubernetes 中一种轻量级的认证方式 ，可用于对用户进行身份验证 。Token 认证使用预定义的 token 来代表用户身份 ，用户需要在请求中提供有效的 token 才能被认证和授权 。Token 认证通常用于在 Kubernetes 中使用 kubectl 进行命令行操作。基于 HTTP 的认证 ： 基于 HTTP 的认证是 Kubernetes 中一种常用的认证方式 ，用于对用户进行身份验证 。该认证方式使用用户名和密码来验证用户的身份 ，并授权访问 Kubernetes 集群中的资源 。基于 HTTP 的认证通常使用 OAuth2 或 OpenID Connect 协议来实现 。Webhook 认证 ： Webhook 认证是 Kubernetes 中一种灵活的认证方式 ，可用于对用户进行身份验证 。该认证方式使用外部认证服务器（如 LDAP 或 Active Directory）来验证用户的身份 ，并授权访问 Kubernetes 集群中的资源 。Webhook 认证通常通过自定义认证模块来实现。Bootstrap Token 认证 ： Bootstrap Token 认证是 Kubernetes 中一种预定义的认证方式 ，可用于对新节点进行身份验证 。该认证方式使用预定义的 bootstrap token 来代表新节点的身份 ，并授权其加入 Kubernetes 集群 。Bootstrap Token 认证通常用于启动新节点的自动注册和加入集群 。Kubernetes 中有多种不同的认证方式可供选择 ，管理员可以根据实际需求和安全要求选择最合适的认证方式 。这些认证方式可以确保 Kubernetes 集群中的应用程序和数据的安全性 ，并保护其免受未经授权的访问和攻击 。
Kubernetes 证书认证Kubernetes 证书认证通常用于验证用户或进程的身份 ，以及授权其访问 Kubernetes 集群中的资源 ，其在api server通讯中起到至关重要的作用 。以下是 Kubernetes 证书认证的主要使用场景 ：
安全通信： Kubernetes 证书认证可用于保护 Kubernetes 集群中的通信安全 。通过 SSL/TLS 证书进行认证 ，可以验证通信双方的身份 ，并确保通信内容不被篡改或窃取 。认证用户身份 ： Kubernetes 证书认证可用于验证用户的身份 ，以及授予其访问 Kubernetes 集群中的资源的权限 。通过基于证书的认证方式 ，可以确保用户身份的安全和可靠性 ，避免未经授权的用户访问 Kubernetes 集群中的敏感数据 。验证 Kubernetes 组件 ： Kubernetes 证书认证可用于验证 Kubernetes 集群中的各个组件和服务的身份 ，并授权其访问 Kubernetes API 。通过 SSL/TLS 证书进行认证，可以防止未经授权的进程或服务访问 Kubernetes API ，确保 Kubernetes 集群的安全和稳定 。管理集群证书 ： Kubernetes 证书认证可用于管理 Kubernetes 集群中的 SSL/TLS 证书 。通过使用 Cluster CA ，可以集中管理 Kubernetes 集群中所有组件和服务的证书签名和验证 ，保证证书管理的安全性和可靠性。保护敏感数据 ： Kubernetes 证书认证可用于保护 Kubernetes 集群中的敏感数据 ，例如密码、证书和私钥等。通过 SSL/TLS 证书进行认证，可以防止未经授权的用户或进程访问敏感数据 ，并确保数据的安全性和机密性 。总之 ，Kubernetes 证书认证具有广泛的应用场景 ，可以确保 Kubernetes 集群中各个组件和服务的安全通信 ，并保护敏感数据免受未经授权的访问和攻击 。在实际应用中，管理员可以根据需求选择合适的认证方式 ，以保障集群的安全性和稳定性 。
Cluster CA组件在 Kubernetes 中 ，Cluster CA 是指用于签发和验证 Kubernetes 集群中 SSL/TLS 证书的根证书颁发机构（CA）。Cluster CA 负责为 Kubernetes 集群中的各个组件和服务签发证书 ，并验证其身份和合法性 。所有 Kubernetes 组件和服务使用由 Cluster CA 签发的证书进行身份验证和授权 ，确保 Kubernetes 集群中的安全通信 。
在 Kubernetes 中 ，管理员通常使用以下步骤来生成和管理 Cluster CA：
生成 CA 的私钥和公钥 。使用 CA 私钥和公钥生成和签发 Kubernetes 集群中各个组件和服务的 SSL/TLS 证书 。将 CA 的公钥（cluster-ca.crt）安装到 Kubernetes 集群中的所有组件和服务中 ，以确保所有通信都由 Cluster CA 签发的证书进行身份验证和加密 。通过 Cluster CA 签发的证书具有以下优点 ：
安全可靠 ：由 Cluster CA 签发的证书具有安全可靠的特性，可以防止未经授权的用户或进程访问 Kubernetes 集群中的资源 。易于管理 ：由 Cluster CA 签发的证书具有易于管理的特性 ，可以通过 CA 中心集中管理证书签名和验证 。可扩展性：Cluster CA 可以扩展到多个 Kubernetes 集群 ，以支持跨 Kubernetes 集群的安全通信 。Kubernetes支持多种认证方式 ，其中之一是基于证书的认证。证书认证使用 SSL/TLS 证书作为认证标识 ，用于验证用户或进程的身份 ，并授予其一组访问权限 。
在 Kubernetes 中 ，证书认证通常使用以下三种 SSL/TLS 证书 ：
CA 证书 ：CA 证书是 Kubernetes 集群中的根证书 ，用于签发其他证书 。只要验证证书链中的 CA 证书 ，就可以信任与之相关的所有证书。客户端证书 ：客户端证书是用户或进程的证书，用于验证其身份 。客户端证书通常由 CA 证书签发 ，并包含与用户或进程相关的信息 ，例如用户名、组名等 。服务器证书 ：服务器证书是 Kubernetes API 服务器的证书 ，用于验证其身份 。服务器证书通常由 CA 证书签署，并包含与 API 服务器相关的信息 ，例如主机名、IP 地址等 。在 Kubernetes 中 ，证书认证的工作流程如下 ：
用户或进程通过 SSL/TLS 客户端证书向 Kubernetes API 服务器发送请求 。Kubernetes API 服务器使用 CA 证书验证客户端证书的有效性 ，并确认用户或进程的身份 。Kubernetes API 服务器使用 RBAC 模型验证用户或进程是否被授予访问资源的权限 ，并授权访问 。证书认证是 Kubernetes 中一种常用的认证方式 ，可以用于验证用户或进程的身份 ，并授权其访问 Kubernetes 集群中的资源 。证书认证具有安全可靠、易于管理的优点 ，并广泛用于 Kubernetes 中的生产环境 。
Kubernetes证书认证配置案例Kubernetes使用客户端证书进行身份验证 ，提供一种安全的方法来管理集群访问 。以下是有关Kubernetes证书认证的具体流程的概述 ，包括如何创建证书，如何对证书进行授权 ，以及如何为kubectl配置证书等 。
1 、创建证书 ：需要创建一个私钥和证书签名请求（CSR） 。您可以使用OpenSSL工具来完成这些任务 。例如 ，为用户创建私钥 ：
复制openssl genrsa -out my-user.key 20481.然后 ，使用私钥创建CSR：
复制openssl req -new -key my-user.key -out my-user.csr -subj "/CN=my-user/O=my-group"1.其中，CN（Common Name）表示用户名 ，O（Organization）表示用户所属的组 。
2、对证书进行授权 ：需要将证书签名请求发送给Kubernetes API服务器 ，让其签署并生成客户端证书 。为此 ，请创建一个CertificateSigningRequest资源 ，其中包含刚刚创建的CSR文件的内容 ：
复制apiVersion: certificates.k8s.io/v1 kind: CertificateSigningRequest metadata: name: my-user spec: groups: - system:authenticated request: <Base64 encoded CSR content> signerName: kubernetes.io/kube-apiserver-client usages: - client auth1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.使用kubectl创建资源 ：
复制kubectl apply -f my-user-csr.yaml1.一旦资源被创建，集群管理员需要批准它 ：
复制kubectl certificate approve my-user1.审批后 ，您可以从CertificateSigningRequest资源中获取签名后的证书：
复制kubectl get csr my-user -o jsnotallow={ .status.certificate} | base64 --decode > my-user.crt1.3 、为kubectl配置证书： 现在您有了私钥和客户端证书，需要将它们添加到kubectl的配置中。首先 ，将新用户添加到kubeconfig文件 ：
复制kubectl config set-credentials my-user --client-key=my-user.key --client-certificate=my-user.crt --embed-certs=true1.接下来 ，创建一个新的上下文，该上下文将使用新的用户凭据 ：
复制kubectl config set-context my-user-context --cluster=<your-cluster-name> --namespace=<desired-namespace> --user=my-user1.最后 ，切换到新创建的上下文 ：
复制kubectl config use-context my-user-context1.完成以上步骤后，就可以使用新创建的证书和上下文来访问Kubernetes集群了。请注意 ，根据集群的角色绑定和角色定义，新用户可能需要进一步授权才能执行某些操作 。
证书认证配置相关漏洞尽管Kubernetes具有强大的功能和广泛的应用 ，但它也存在一些与证书认证相关的安全漏洞 。以下是一些常见的Kubernetes证书认证漏洞 ：
证书过期 ：Kubernetes集群中的证书可能会过期 ，导致服务不可用或出现认证错误。如果证书未及时更新 ，攻击者可能会利用过期证书进行中间人攻击 ，截获和篡改集群内的通信。使用自签名证书 ：在Kubernetes集群中使用自签名证书可能会导致安全风险 。自签名证书没有经过权威证书颁发机构（CA）的验证，因此可能容易受到中间人攻击 。为了确保安全 ，建议使用由可信CA颁发的证书 。证书权限过大：Kubernetes API服务器使用的证书可能具有过多的权限 ，例如颁发给所有组件的通配符证书 。这可能导致攻击者伪装成合法组件 ，进而窃取或篡改集群中的数据。为了降低风险 ，建议为每个组件颁发具有最小权限的证书 。证书泄露 ：Kubernetes集群中的证书和密钥可能会泄露 ，例如通过错误配置的存储或公开的GitHub仓库 。攻击者可以利用泄露的证书和密钥访问集群中的资源 。为了防止证书泄露 ，建议使用密钥管理系统存储证书 ，并确保只有授权用户才能访问。未加密的通信：Kubernetes集群中的组件之间可能使用未加密的通信 ，这可能导致敏感数据泄露或遭受中间人攻击。为了确保通信安全 ，建议使用TLS加密所有组件之间的通信 。身份验证和授权配置不当 ：Kubernetes集群中的身份验证和授权策略可能配置不当 ，导致未经授权的用户访问敏感资源。为了防止未经授权的访问，建议使用Role-Based Access Control（RBAC）策略限制用户和组件的权限 ，并定期审查权限设置 。API Server未授权访问：Kubernetes API 服务器是集群中的主要组件 ，负责处理和协调所有操作 。如果API服务器未正确配置身份验证和授权策略 ，攻击者可能会利用这一漏洞访问和操作集群资源 。其他未授权漏洞etcd 未授权访问 ：etcd 是 Kubernetes 集群中用于存储配置数据的分布式键值存储系统 。如果 etcd 未正确配置访问控制，攻击者可能会访问敏感数据，甚至修改集群配置 。Kubelet 未授权访问 ：Kubelet 是 Kubernetes 集群中每个节点上运行的代理 ，负责确保容器在 Pod 中正常运行 。如果 Kubelet API 未正确配置访问控制 ，攻击者可能会访问节点上的容器和 Pod 信息，甚至执行恶意操作 。Kubernetes Dashboard 未授权访问 ：Kubernetes Dashboard 是一个用于管理和监控集群的 Web UI 。如果 Dashboard 未正确配置身份验证和授权策略 ，攻击者可能会访问敏感信息并操作集群资源 。Helm Tiller 未授权访问 ：Helm 是 Kubernetes 的一个包管理器 ，用于部署和管理应用程序 。Tiller 是 Helm 的服务器端组件，如果 Tiller 未正确配置访问控制 ，攻击者可能会部署恶意应用程序或修改现有应用程序 。Docker API未授权访问 ：造成该漏洞的原因主要是Docker守护进程的配置不当 。默认情况下 ，Docker守护进程只允许本地访问，但如果将其配置为监听远程地址 ，或者未正确配置访问控制 ，那么攻击者就可能在未经授权的情况下访问Docker API 。Kubernetes授权
Kubernetes授权机制决定了用户可以在集群中执行哪些操作 。Kubernetes提供了几种内置的授权模块 ，例如Node 、ABAC（Attribute-Based Access Control ，基于属性的访问控制）和RBAC（Role-Based Access Control ，基于角色的访问控制） 。在生产环境中 ，RBAC是最常用的授权机制 。
Kubernetes授权核心概念
以下是Kubernetes中与授权机制相关的一些核心概念：
ClusterRoleClusterRole是一种集群范围的角色 ，定义了一组对Kubernetes API资源的操作权限 。例如：
复制apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 kind: ClusterRole metadata: name: pod-reader rules: - apiGroups: [""] resources: ["pods"] verbs: ["get", "watch", "list"]1.2.3.4.5.6.7.8.上述示例中的ClusterRole具有在整个集群范围内读取Pod资源的权限。
ClusterRoleBindingClusterRoleBinding是将ClusterRole绑定到用户、组或ServiceAccount的资源，授予它们相应的操作权限 。例如：
复制apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 kind: ClusterRoleBinding metadata: name: pod-reader-binding roleRef: apiGroup: rbac.authorization.k8s.io kind: ClusterRole name: pod-reader subjects: - kind: User name: my-user apiGroup: rbac.authorization.k8s.io1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.上述示例中的ClusterRoleBinding将pod-reader角色绑定到名为my-user的用户 。
RoleRole与ClusterRole类似 ，但它是命名空间范围的角色 ，只适用于特定命名空间 。例如 ：
复制apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 kind: Role metadata: name: pod-reader namespace: my-namespace rules: - apiGroups: [""] resources: ["pods"] verbs: ["get", "watch", "list"]1.2.3.4.5.6.7.8.9.上述示例中的Role具有在my-namespace命名空间内读取Pod资源的权限 。
RoleBindingRoleBinding将Role绑定到用户 、组或ServiceAccount ，与ClusterRoleBinding类似 ，但它只在特定命名空间中有效。例如：
复制apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 kind: RoleBinding metadata: name: pod-reader-binding namespace: my-namespace roleRef: apiGroup: rbac.authorization.k8s.io kind: Role name: pod-reader subjects: - kind: User name: my-user apiGroup: rbac.authorization.k8s.io1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.上述示例中的RoleBinding将pod-reader角色绑定到名为my-user的用户，但仅在my-namespace命名空间中 。
ServiceAccountServiceAccount是Kubernetes中的特殊用户账户 ，通常用于运行集群内的Pod 、服务和控制器 。ServiceAccount不需要外部身份提供者，因为它们直接由Kubernetes API管理 。默认情况下，每个命名空间都有一个名为"default"的ServiceAccount。您可以创建额外的ServiceAccount以满足特定需求 。例如 ：
复制apiVersion: v1 kind: ServiceAccount metadata: name: my-serviceaccount namespace: my-namespace1.2.3.4.5.上述示例创建了一个名为my-serviceaccount的ServiceAccount 。
ServiceAccount TokenServiceAccount Token是一种身份验证令牌，与特定ServiceAccount关联 。Kubernetes API服务器会自动生成这些令牌，并将其存储在与ServiceAccount关联的Secret中 。使用ServiceAccount Token ，您可以以编程方式访问Kubernetes API ，而无需为机器人或CI/CD系统创建独立的用户凭据 。
要在RBAC中为用户进行授权，可以遵循以下步骤：
根据需要创建Role（命名空间范围）或ClusterRole（集群范围）以定义对Kubernetes API资源的访问权限 。创建RoleBinding（命名空间范围）或ClusterRoleBinding（集群范围）以将Role或ClusterRole绑定到用户 、组或ServiceAccount 。这将为绑定的实体授予相应的权限。对于需要通过kubectl访问集群的用户 ，配置kubectl上下文以使用相应的用户凭据（证书或令牌） 。确保应用程序或服务使用正确的ServiceAccount运行 ，以便它们具有适当的访问权限 。通过以上步骤 ，您可以根据需要为Kubernetes集群中的用户、组和ServiceAccount设置访问权限。请注意，始终遵循最小权限原则，只授予所需的最小权限以降低潜在的安全风险 。
RBAC授权配置案例
假设您要授权一个名为dev-user的用户在dev-namespace命名空间中读取和修改Pod资源。以下是使用RBAC为此用户进行授权的具体案例 ：
创建一个名为dev-pod-manager的Role，允许在dev-namespace中读取和修改Pod资源： 复制apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 kind: Role metadata: name: dev-pod-manager namespace: dev-namespace rules: - apiGroups: [""] resources: ["pods"] verbs: ["get", "watch", "list", "create", "update", "delete"] 将此YAML保存为**`dev-pod-manager-role.yaml`** ，然后使用**`kubectl`**创建Role ：1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11. 复制kubectl apply -f dev-pod-manager-role.yaml1. 创建一个名为dev-user-binding的RoleBinding，将dev-pod-manager角色绑定到dev-user ： 复制apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 kind: RoleBinding metadata: name: dev-user-binding namespace: dev-namespace roleRef: apiGroup: rbac.authorization.k8s.io kind: Role name: dev-pod-manager subjects: - kind: User name: dev-user apiGroup: rbac.authorization.k8s.io 将此YAML保存为**`dev-user-binding.yaml`** ，然后使用**`kubectl`**创建RoleBinding：1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15. 复制kubectl apply -f dev-user-binding.yaml1. 现在，为了让dev-user通过kubectl访问集群 ，您需要配置kubectl上下文。假设您已经为dev-user创建了客户端证书（如前述证书认证示例） ，您需要将新用户添加到kubeconfig文件： 复制kubectl config set-credentials dev-user --client-key=dev-user.key --client-certificate=dev-user.crt --embed-certs=true 接下来 ，创建一个新的上下文 ，该上下文将使用新的用户凭据 ：1.2.3. 复制kubectl config set-context dev-user-context --cluster=<your-cluster-name> --namespace=dev-namespace --user=dev-user 最后 ，切换到新创建的上下文 ：1.2.3. 复制kubectl config use-context dev-user-context1.现在 ，dev-user已经具备在dev-namespace命名空间中读取和修改Pod资源的权限 。这个案例展示了如何使用RBAC和kubectl配置为用户授权 。当然 ，您可以根据实际需求调整角色权限和绑定的实体 。
RBAC配置不当导致漏洞案例
假设您要授权一个名为dev-user的用户在dev-namespace命名空间中读取Pod资源 ，但不小心将其授权为集群管理员 ，这可能导致潜在的安全风险和滥用权限 。以下是这个错误授权的具体案例 ：
您本意是为dev-user创建一个仅允许读取Pod资源的ClusterRole ，但错误地创建了一个具有完全管理权限的ClusterRole ： 复制apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 kind: ClusterRole metadata: name: accidental-cluster-admin rules: - apiGroups: ["*"] resources: ["*"] verbs: ["*"] 将此YAML保存为**`accidental-cluster-admin-role.yaml`** ，然后使用**`kubectl`**创建ClusterRole ：1.2.3.4.5.6.7.8.9.10. 复制kubectl apply -f accidental-cluster-admin-role.yaml1. 创建一个名为dev-user-binding的ClusterRoleBinding ，将accidental-cluster-admin角色绑定到dev-user ： 复制apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 kind: ClusterRoleBinding metadata: name: dev-user-binding roleRef: apiGroup: rbac.authorization.k8s.io kind: ClusterRole name: accidental-cluster-admin subjects: - kind: User name: dev-user apiGroup: rbac.authorization.k8s.io 将此YAML保存为**`dev-user-binding.yaml`** ，然后使用**`kubectl`**创建ClusterRoleBinding ：1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14. 复制kubectl apply -f dev-user-binding.yaml1. 与正确授权的案例类似 ，为了让dev-user通过kubectl访问集群 ，您需要配置kubectl上下文 。假设您已经为dev-user创建了客户端证书 ，您需要将新用户添加到kubeconfig文件 ： 复制kubectl config set-credentials dev-user --client-key=dev-user.key --client-certificate=dev-user.crt --embed-certs=true 接下来，创建一个新的上下文 ，该上下文将使用新的用户凭据 ： ``` c kubectl config set-context dev-user-context --cluster=<your-cluster-name> --namespace=dev-namespace --user=dev-user ``` 最后 ，切换到新创建的上下文 ：1.2.3.4.5.6.7.8.9.10. 复制kubectl config use-context dev-user-context1.现在 ，由于错误地授予了集群管理员权限 ，dev-user不仅可以在dev-namespace中读取Pod资源 ，还可以在整个集群范围内执行任何操作 。这可能导致潜在的安全风险 ，因为用户可以执行超出其预期权限范围的操作 。为避免此类错误 ，始终仔细检查您的RBAC配置 ，确保遵循最小权限原则。
总结
本文从Kubernetes的相关概念出发 ，依次介绍了Kubernetes的安全模型、Kubernetes认证以及Kubernetes授权 ，并举例说明了证书认证和RBAC授权的配置流程和潜在的安全风险 ，为相关研究和实践提供参考 。
作者：中兴沉烽实验室_lyc参考文献
https://www.suse.com/c/rancher_blog/understanding-the-kubernetes-node/
https://kuboard.cn/learning/k8s-basics/explore.htmlhttps://stacksimplify.com/azure-aks/azure-kubernetes-service-namespaces-imperative/
https://www.harness.io/blog/kubernetes-services-explained
https://www.alibabacloud.com/blog/getting-started-with-kubernetes-|-access-control-a-security-measure-in-kubernetes_596331
https://thenewstack.io/a-primer-on-kubernetes-access-control/https://zone.huoxian.cn/d/1153-k8s
https://kubernetes.io/zh-cn/docs/home/
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