如何保護Kubernetes的機密信息

作者：鐘濤翻譯 2021-08-08 11:05:48

為了保證敏感信息的安全性，Secret對象應該被加密，并且應該使用Kubernetes RBAC機制對訪問進行控制。如果你正在使用AWS公有云來托管Kubernetes集群，則可以利用AWS密鑰管理服務(KMS)對靜態(tài)數(shù)據進行加密。

現(xiàn)如今開發(fā)的大多數(shù)應用程序，或多或少都會用到一些敏感信息，用于執(zhí)行某些業(yè)務邏輯。比如使用用戶名密碼去連接數(shù)據庫，或者使用秘鑰連接第三方服務。在代碼中直接使用這些密碼或者秘鑰是最直接的方式，但同時也帶來了很大的安全問題，如何保證密碼、秘鑰不被泄露。

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如果你的應用程序已經被容器化，且使用Kubernetes(k8s)，那情況會好很多。Kubernetes提供了一個原生資源，稱為“Secret”，可用于管理和存儲敏感信息。敏感信息被編碼為未加密的Base64格式，并被存儲在Secret對象中。Secret可以作為環(huán)境變量被注入到Pod內部的容器中，也可以作為數(shù)據卷掛載到容器內部。

Kubernetes的清單文件通常被提交到代碼倉庫中以進行版本控制。但是你可能不希望將敏感信息以純文本或Base64編碼字符串的形式提交到Git代碼倉庫中。我們都應該知道為什么，這不安全!但是，你在Kubernetes集群之外將敏感數(shù)據保存在何處，以確保它們是安全的?

有很多方法可以解決這個問題。下面列出了其中幾個：

選項1：加密純文本敏感數(shù)據，然后再提交到Git代碼倉庫中

使用對稱或非對稱算法加密純文本敏感數(shù)據。
使用Kubernetes Custom Resource Definition(CRD)創(chuàng)建自定義的Secret對象，以使用加密的文本數(shù)據。
創(chuàng)建一個自定義Kubernetes控制器，該控制器讀取自定義Secret對象中的加密信息，并在運行時解密，并創(chuàng)建一個原生的Secret對象。

使用這種方法，你可以將加密的數(shù)據提交到Git代碼倉庫中。而且它沒有風險，因為數(shù)據是加密的，只能用你的私鑰解密。但是你把私鑰放在哪里?

如何存儲加密密鑰和管理整個加解密過程，可以使用Bitnami的Sealed Secrets。

選擇2：使用第三方服務來存儲敏感數(shù)據

你可以將敏感數(shù)據存儲到第三方服務中，如AWS Secrets Manager或HashiCorp Vault。
創(chuàng)建自定義Kubernetes控制器，基于配置從這些服務中獲取機密信息，并在運行時創(chuàng)建Kubernetes Secret對象。

External Secrets項目可以幫助你實現(xiàn)選項2。

你還可以增強應用程序邏輯，以便在應用程序啟動時從第三方服務讀取機密信息，但這里的整體思想是將機密信息管理與應用程序業(yè)務邏輯分離開來，并利用Kubernetes的功能來進行相同的管理。

快速概覽Sealed Secrets

在Sealed Secret開源項目中，你可以將你的Secret加密為一個SealedSecret，這樣就可以安全地存儲，甚至可以存儲到公共存儲庫中。SealedSecret只能由運行在目標集群中的控制器解密，其他人，甚至包括原始作者，都無法從SealedSecret獲得原始的Secret。

Sealed Secrets由兩部分組成：

服務器端的控制器
客戶端工具：kubeseal

kubeseal使用非對稱加密來加密數(shù)據，然后只有服務端的控制器才能解密數(shù)據。

這些加密數(shù)據被編碼在SealedSecret資源中，你可以將其視為創(chuàng)建Secret的配方。

下面是如何使用Sealed Secrets來管理Secret的具體步驟。

1、安裝kubeseal，這是一個客戶端工具，可以幫助你創(chuàng)建SealedSecret

> wget https://github.com/bitnami-labs/sealed-secrets/releases/download/v0.15.0/kubeseal-linux-amd64 -O kubeseal  
> sudo install -m 755 kubeseal /usr/local/bin/kubeseal

2、安裝服務器端控制器，為SealedSecret創(chuàng)建Custom Resource Definition(CRD)

> kubectl apply -f https://github.com/bitnami-labs/sealed-secrets/releases/download/v0.15.0/controller.yaml 
 
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/sealed-secrets-service-proxier created 
role.rbac.authorization.k8s.io/sealed-secrets-key-admin created 
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/secrets-unsealer created 
deployment.apps/sealed-secrets-controller created 
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/sealedsecrets.bitnami.com created 
service/sealed-secrets-controller created 
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/sealed-secrets-controller created 
serviceaccount/sealed-secrets-controller created 
role.rbac.authorization.k8s.io/sealed-secrets-service-proxier created 
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/sealed-secrets-controller created

3、驗證sealed-secret controller Pod是否運行

> kubectl get pods -n kube-system -l name=sealed-secrets-controller 
 
NAME                                         READY   STATUS RESTARTS   AGE 
sealed-secrets-controller-7c766b885b-d5r2r   1/1     Running   0          7m39s

如果你查看Pod的日志，你將看到控制器為自己創(chuàng)建的一對秘鑰，這對秘鑰將被用于加解密過程。

> kubectl logs sealed-secrets-controller-7c766b885b-d5r2r -n kube-system 
 
controller version: v0.15.0 
2021/05/01 20:13:34 Starting sealed-secrets controller version: v0.15.0 
2021/05/01 20:13:34 Searching for existing private keys 
2021/05/01 20:13:35 New key written to kube-system/sealed-secrets-keymt6dg 
2021/05/01 20:13:35 Certificate is  
-----BEGIN CERTIFICATE----- 
MIIErjCCApagAwIBAgIRAJqYfaZsali26I8pvBXoFGYwDQYJKoZIhvcNAQELBQAw 
ADAeFw0yMTA1MDEyMDEzMzVaFw0zMTA0MjkyMDEzMzVaMAAwggIiMA0GCSqGSIb3 
DQEBAQUAA4ICDwAwggIKAoICAQDp/yO5PY8ACHBDuguhtfpOwlbScK9hZorJloyx 
ixVCc57j1zMSX0pSVcrk1Yuyf6sYvBQtDi16kM70z6y/ODiz+9g87K/jY7B0UAoi 
mpzM/T0tWJiG9ixyNMZhHoNREauokSlbERq3Jl8ZNTfmxHWhLH7DhkJ7MdpQfMpK 
a3XHcSZyz1mXFqv+OSCCwllWCRHmHgp/vqudAv8+NYm0gnAxKt2fjlv/ObX8J1RI 
CtLnlsCpp/9SyVcSTeYYaqjUsI7fTUZ7tkTE/bdQHwf3xe4DhUty7xLqMF1OPSPw 
EetL8fGO0VqoSQFKQ0Bf78+8vhAA2cwkuqB6vQQm9pT3yC5niSCUo+jwFcfyknjr 
yx8DINbq6K9B40EXh8X7w4I6zwYpyT0GoNU54wW0ki8pHRm7EnFeBOkUvNspzmKn 
t/EZEDVq74Kkl/BRNRvKHYlwudSoJuvvX6JM8DVvRp0lMPnXnG3RLSmCP3gEFQBZ 
DhbnkwO+6ADX9Q4vyqelWoHWdVGVULDlMDhSzvEhFFgPcZXzWTShH81vfl8M6lpT 
U0ysZkA6i3A29XEJpPj35yWPBDWmKF5fLM3ChMt/NSJEeoJN1RboPDAgVUTxEW59 
q+Tq09/zlYD7Ch8PNc3IWNXjFNXmCAAOw9Z1VBbD8p6LrC5JvBtPoWYqufWVXQD9 
KDe+6wIDAQABoyMwITAOBgNVHQ8BAf8EBAMCAAEwDwYDVR0TAQH/BAUwAwEB/zAN 
BgkqhkiG9w0BAQsFAAOCAgEAvu//VzDREYZPPIW1maTxo9C/nHEEuOP0rQU3zVQr 
bBYf8N0b5wpCllESCgi0JDJJXrE8KrjfdtawjoBrBlHOdWHF+fIot2KbrC/i37em 
/ulMAgiiJzrKM/ExJuCuH60fsSIx4wrg46tQpU8jHFWq7nGnsaE+UN3QPjuvQ+qo 
KKDSBLDxLx+q9vBfaXElblh4okUI8Pr4UEEJrYiPzPM6nA9EPpy53N3si4jyDJJb 
2IsCUa2bW6iBhpyZOQQUPn22ziWRQ/sYYNmtP/gX0rwtk+Rr8TTdzPYGZcYfMQ6O 
TFq4Zo2/TnpCL/CUr2DiSuF2qdWGGvbQOENYq2FNuDI4zeljElcZHXA8nhpbNSJs 
7VNqqz5ZTFCKyL0Gn6SawGT7EdwBT2AD3F33Qd/7bXG/On7KdVw6FKHbZOR2RcoS 
YFQv7Xr8g/4atQjxDa7R5+zkxd5unsvpFhYM1UfNJc4cjJ7SmfCCHoPGiwZ0OgqB 
6SvUVU64QmMMJ/jYAJkYMOakSHaRITHAvvBjpAMKxSjjb7qZD5FnpXLhRY9lNiY6 
MnnQRxJskCw+R6geIAHTMzAofMfc1haIEr+3oMFZfyh1LFFsz3B4hMxXYKrWYDje 
+96bhAY9X7L0UfREjmw8HCeZneEuBJjX9z/PyIeMdhViLh9uO/MAL1MBxdBVA55+ 
LW8= 
-----END CERTIFICATE----- 
 
2021/05/01 20:13:35 HTTP server serving on :8080

運行以下命令查看公鑰/私鑰信息。

> kubectl get secret -n kube-system -l sealedsecrets.bitnami.com/sealed-secrets-key -o yaml

4、創(chuàng)建一個名為secrets.yaml的Secret清單文件

apiVersion: v1 
data: 
DB_PWD: cGFzc3dvcmQ= //base64 encoded 
DB_USER: cm9vdA==    //base64 encoded 
kind: Secret 
metadata: 
name: db-secrets

現(xiàn)在讓我們使用kubeseal命令，將secrets.yaml轉變?yōu)镾ealedSecret資源清單文件。

> kubeseal --format=yaml < secret.yaml > sealed-secret.yaml 
 
> cat sealed-secret.yaml  
 
apiVersion: bitnami.com/v1alpha1 
kind: SealedSecret 
metadata: 
creationTimestamp: null 
name: db-secrets 
namespace: default 
spec: 
encryptedData: 
DB_PWD: AgDaCRi27RV4/sVI2ok7JlqBSKT5+c7gGJog+... 
DB_USER: AgAZG67CrrOBnyKIKha7xhJulr+CQGPaE/PpsjvY8jJR0IDO2... 
template: 
metadata: 
  creationTimestamp: null 
  name: db-secrets 
  namespace: default

在上面的步驟中，kubeseal從Kubernetes集群獲取公鑰并使用該公鑰加密數(shù)據。

5、讓我們使用SealedSecret資源清單文件，在Kubernetes中創(chuàng)建資源。

> kubectl apply -f sealed-secret.yaml

如果你再次檢查控制器的日志，你將看到控制器攔截了請求，并解密來自SealedSecret的加密數(shù)據，數(shù)據被解密后，將創(chuàng)建Kubernetes的Secret對象。

> kubectl logs sealed-secrets-controller-7c766b885b-d5r2r -n kube-system  
2021/05/01 20:38:06 Updating default/db-secrets  
2021/05/01 20:38:06 Event(v1.ObjectReference{Kind:"SealedSecret", Namespace:"default", Name:"db-secrets", UID:"fd89a7e7-c81a-4110-9de6-6b65195169d3", APIVersion:"bitnami.com/v1alpha1", ResourceVersion:"19365", FieldPath:""}): type: 'Normal' reason: 'Unsealed' SealedSecret unsealed successfully

一旦創(chuàng)建了Kubernetes Secret對象，就可以將它作為環(huán)境變量注入到容器中，或者作為數(shù)據卷掛載。

上面步驟4中創(chuàng)建的SealedSecret資源清單文件可以被提交到Git代碼倉庫中。secrets.yaml文件可以丟棄，因為它不再需要了。被存儲在sealed-secret.yaml文件中的數(shù)據是安全的，它是被加密的，且只能由運行在k8s集群中的Controller解密。

希望這篇文章能讓你知道如何保護Kubernetes的機密信息。

責任編輯：未麗燕來源： Dockone.io

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