隨著容器化架構的發展勢頭越來越強勁，企業正在意識到容器安全性的重要性越來越大。不可否認，容器提供了可移植性、靈活性和可擴展性等深遠優勢，但它們也帶來了前所未有的安全挑戰。在本報告中，我們將闡述容器安全的基本原則和策略，并深入探討兩種具體方法——秘密管理和修補。此外，我們還將研究用于保護密鑰、令牌和密碼的工具和技術。

容器安全的當前趨勢

開發人員和 DevOps 團隊已經接受使用容器進行應用程序部署。Gartner在一份報告中表示，“到 2025 年，全球超過 85% 的組織將在生產中運行容器化應用程序，與 2019 年的不到 35% 相比有了顯著增長。” 另一方面，各種統計數據表明，容器的流行也使它們成為成功利用它們的網絡犯罪分子的目標。

根據Red Hat在 2023 年 Kubernetes 安全狀況報告中發布的一項調查，67% 的受訪者表示，安全是他們在采用容器化時最關心的問題。此外，37% 的受訪者表示，他們因容器或 Kubernetes 安全事件而遭受收入或客戶損失。這些數據點強調了容器安全的重要性，使其成為當前正在使用或計劃采用容器化應用程序的組織之間討論的關鍵和緊迫話題。

容器安全策略

使用綜合的多層次方法可以最有效地處理容器安全，每個方法都涉及不同的策略和原則。采用這種方法可以最大限度地降低暴露風險并保護應用程序免受威脅。

圖 1：容器安全的多層方法

應用程序安全側重于保護在容器內執行的應用程序，這可以通過實施輸入驗證、安全編碼實踐和加密來實現。相比之下，容器運行時環境應該定期進行漏洞掃描和修補。最后，主機層被認為是最關鍵的安全層，因為它負責運行容器。可以通過實施基線配置來強化主機操作系統、部署防火墻、實施網絡分段以及使用入侵檢測和入侵防御系統來保護它。

容器基礎設施的每一層都提供了應用一組總體安全原則和策略的機會。下面，我們概述了一些關鍵策略，以幫助更好地理解如何將這些原則付諸行動。

保護容器化環境核心原則和策略描述設計安全最小權限、職責分離、縱深防御風險評估漏洞掃描和修復、威脅建模、安全策略訪問管理RBAC、MFA、集中式身份管理運行時安全網絡分割、容器隔離、入侵檢測與防御事件管理和響應日志管理、事件計劃和響應、持續監控

容器分割

為了確保容器段內的通信安全，可以將容器部署為微服務，確保只允許授權連接。這是使用云原生容器防火墻、容器區域、服務網格技術等實現的，這些技術使用細粒度策略控制到虛擬網絡的流量。網絡分段將物理網絡劃分為子網，而容器分段在覆蓋網絡上工作，為基于資源的身份提供額外的控制。

圖像掃描

在部署容器之前，分析容器基礎鏡像、庫和包是否存在任何漏洞非常重要。這可以通過使用圖像掃描工具來完成，例如Anchore和Docker Scout。

運行時保護

為了實時識別和響應潛在的安全事件，監控容器內的活動至關重要。運行時安全工具可以通過識別未經授權的訪問、惡意軟件和異常行為來協助完成此任務。

訪問控制

為了盡量減少未經授權訪問主機的可能性，只有授權人員才能被授予訪問容器化環境的權限。為此，可以部署強大的身份驗證和授權機制，例如多因素身份驗證、基于角色的訪問控制 (RBAC) 和 OAuth。

容器安全中的機密管理

機密管理可防止外部和內部威脅，并通過集中化來簡化憑據管理。它試圖保護控制對各種服務、容器資源和數據庫的訪問的敏感信息（密鑰、令牌等）。最終，它確保敏感數據的安全并滿足法規遵從性要求。

由于秘密的重要性，它們應該始終被加密并安全地存儲。此類信息處理不當可能會導致數據泄露、侵犯知識產權和失去客戶信任。常見的失誤包括以純文本形式存儲秘密、對其進行硬編碼或將其提交到源代碼控制系統/存儲庫。

常見類型的秘密概述

為確保機密的安全，清楚了解各種類型至關重要：

• 密碼是最常用的秘密。它們用于對用戶進行身份驗證并提供對容器中的 Web 服務、數據庫和其他資源的訪問。
• 密鑰有多種用途，例如加密和解密數據以及為設備和服務提供身份驗證。常見的密鑰類型包括 SSH 密鑰、API 密鑰和加密密鑰。
• 令牌用于提供對資源或服務的臨時訪問。身份驗證令牌，例如訪問令牌、OAuth 和刷新令牌，用于對第三方服務或 API 進行身份驗證。
• 數據庫憑據可以是用于訪問數據庫和特定于數據庫的機密的用戶名、密碼和連接字符串。

流行的密鑰管理工具概述

在評估安全解決方案時，重要的是要考慮一系列因素，例如加密、訪問控制、集成功能、自動化、監控、日志記錄和可擴展性。這些都是可取的特征，可以有助于形成穩健有效的安全態勢。相反，還應考慮缺乏透明度、功能有限、集成度差和成本等缺陷。

除了上面列出的能力，對安全解決方案的綜合評估還考慮了公司當前基礎設施（AWS、Azure、谷歌云等）的具體需求和要求，以及與其現有工具的兼容性，以確保最好的結果。

下面列出了一些在行業中經過驗證的工具，供您參考：

• HashiCorp Vault – 一種開源工具，提供集中式機密管理、機密輪換和動態機密等功能。
• Kubernetes Secrets – Kubernetes 環境中的內置秘密管理工具，允許用戶存儲敏感信息，例如 Kubernetes 對象。建議在使用 Kubernetes Secrets 時使用加密、RBAC 規則和其他安全最佳實踐進行配置。
• AWS Secrets Manager – 一種基于云的工具，可擴展且高度可用。它支持在 Amazon ECS 和 EKS 上運行的容器，提供自動秘密輪換，并可以與 Lambda 等 AWS 服務集成。
• Azure Key Vault – 通常由在 Azure Kubernetes 服務上運行的容器使用。它可以支持各種密鑰類型并與大多數 Azure 服務集成。
• Docker Secrets – 一種內置的機密管理工具，可以在 Docker Swarm 中存儲和管理機密。請注意，此工具僅適用于 Swarm 服務，不適用于獨立容器。

短暫的密鑰

密鑰管理領域的一個新興趨勢是使用生命周期有限、定期自動輪換、按需生成的短期秘密。這是對與長期未加密的秘密相關的風險的回應，因為這些新秘密通常只持續幾分鐘或幾小時，一旦過期就會自動刪除。

容器安全中的補丁

為了降低已知威脅的暴露風險，確保容器使用最新的軟件版本非常重要。打補丁可確保定期更新軟件以解決任何開放的漏洞。如果不應用補丁，惡意行為者可以利用漏洞并導致惡意軟件感染和數據泄露。成熟的組織使用自動修補工具來使他們的容器環境保持最新。

修補工具

為了使容器映像與最新的安全補丁保持同步，市場上有許多可用的工具。Kubernetes和Swarm是使用最廣泛的編排工具，它們提供集中式平臺并允許用戶自動化容器部署。Ansible和Puppet是其他流行的自動化工具，用于自動部署 Docker 鏡像的補丁。

實施補丁的最佳實踐

在容器環境中應用補丁可以顯著增強組織的安全狀況，前提是它們遵循行業最佳實踐：

1. 定期掃描容器以識別漏洞并使基礎映像保持最新。
2. 盡可能使用帶有自動化工具的自動修補過程，以減少人工干預。
3. 在部署到生產環境之前，在測試環境中使用官方圖像和測試補丁。
4. 跟蹤修補活動、監控日志并對生成的警報或問題采取行動。
5. 創建自動構建管道以測試和部署已打補丁的容器。

結論

隨著越來越多的組織采用容器化環境，了解潛在的安全風險并采取主動的容器安全方法至關重要。這涉及實施核心安全原則和策略、使用可用工具以及優先考慮容器化數據和應用程序的安全性。多層安全、機密管理和自動修補等策略有助于防止安全漏洞。

此外，將修補流程與 CI/CD 管道集成可以提高效率。對于組織而言，了解最新的容器安全趨勢和解決方案以有效保護其容器化環境非常重要。