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filecoin fla(www.ipfs8.vip):云原生平安攻防手艺浅析

admin2021-11-24105技术

随着云盘算手艺的蓬勃生长,传统上云实践中的应用升级缓慢、架构臃肿、无法快速迭代等“痛点”日益显著。能够有用解决这些“痛点”的云原生手艺正蓬勃生长,成为赋能营业创新的主要推动力,并已经应用到企业焦点营业。然而,云原生手艺在缔造效益的同时,却也面临着严重的平安问题,本文的主要内容是对云原生平安问题及防御手艺做浅析。

注:CNCF对云原生的界说是“云原生手艺有利于各组织在公有云、私有云和夹杂云等新型动态环境中,构建和运行可弹性扩展的应用。云原生的代表手艺包罗容器、服务网格、微服务、不能变基础设施和声明式 API。这些手艺能够构建容错性好、易于治理和便于考察的松耦合系统。连系可靠的自动化手段,云原生手艺使工程师能够轻松地对系统作出频仍和可展望的重大换取。”云原生手艺正在蓬勃生长中,CNCF的云原生全景图如图1所示。

图1 CNCF云原生全景图

一、云原生平安问题剖析

云原生环境面临着严重的平安风险问题。攻击者可能行使的主要攻击面包罗但不限于:容器运行时、容器编排平台、微服务架构Web应用、服务网格、Serverless。下面临这些主要的攻击面举行梳理。

1.1 容器运行时

首先来看市场情形,据2020年的数据统计,Docker的市场占有率为50%(同比2019年下降逾29%),而CRI-O的市场占有率从4%上升到17%。

接着举行平安问题剖析,以Docker为例举行容器运行时的平安问题剖析,如表1所示。

表 1 容器运行时平安问题剖析表

有研究团队为了在轻量化和平安性之间到达较好的平衡,在“传统容器”的基础上,为“容器-主机”或“容器-容器”之间提供分外的珍爱,落地了“平安容器”。典型的“平安容器”手艺包罗了Kata、gVisor、Firecracker,但它们仍面临着已知或未知的容器逃逸攻击的风险。

1.2 容器编排平台平安问题剖析

首先来看市场情形,据2020年的数据统计,Kubernetes(简称K8s)的市场占有率为75%,而OpenShift早年一年的9%份额,提升到15%的份额(OpenShift以Docker作为容器引擎驱动,以K8s作为容器编排引擎组件)。由此可见,K8s已经成为现在业界容器编排的事实尺度。

接着举行平安问题剖析,以K8s为例举行容器编排平台的平安问题剖析,图2为阿里云提出的“云上容器ATT&CK攻防矩阵”。由图可知,黑客在攻击K8s集群的历程中有许多手段,K8s集群的攻击面较大。

图 2 阿里云云上容器ATT&CK攻防矩阵

1.3 微服务架构Web应用平安问题剖析

微服务Web应用在解决传统单体应用不足之处的同时放大了攻击面(如端口和器械流量均显著增多),引入了平安隐患。好比,对于微服务Web应用,传统单体应用所面临的OWASP Top10等平安破绽依旧存在,而且受到架构特点的影响,敏感信息泄露、失效的身份认证、失效的接见控制等破绽类型的风险愈加突出。

1.4 服务网格平台平安问题

服务网格作为一种云原生应用的系统结构模式,应对了微服务架构在网络和治理上的挑战,也推动了手艺客栈分层架构的生长。从漫衍式负载平衡、防火墙的服务的可见性,服务网格通过在各个架构层提供通讯层来阻止服务碎片化,以平安隔离的方式解决了跨集群的事情负载问题,并逾越了Kubernetes容器集群,拓展到运行在裸机上的服务。服务网格与微服务在云原生手艺栈中是相辅相成的两部门,前者更关注应用的交付和运行时,后者更关注应用的设计与开发。若未在服务网格中接纳双向TLS认证,服务间容易受到中央人攻击。若未做器械向、南北向的认证鉴权,服务间容易受到越权攻击。

1.5 Serverless平安问题

Serverless(无服务器运算)又被称为函数即服务(Function-as-a-Service,缩写为 FaaS),是云盘算的一种模子。以平台即服务(PaaS)为基础,无服务器运算提供一个微型的架构,终端客户不需要部署、设置或治理服务器服务,代码运行所需要的服务器服务皆由云端平台来提供,Serverless 使得底层运维事情量进一步降低,营业上线后,也无需担忧服务器运维,而是所有交给了云平台或云厂商。Serverless应用的示意图如图3所示。

 

图 3 Serverless应用示意图

与传统的单体应用相似,Serverless应用容易受到典型的Web攻击;此外,在这特殊的应用场景下,Serverless用户可能会遭受DoW(Denial of Wallet)这类平台账户的拒绝服务攻击,从而遭受经济损失。

二、云原生平安防御手艺剖析

对于云原生平安问题的防御,业界提出了差其余实践方式。例如,绿盟的平安研究职员以为应该践行以下三项原则:

(1)平安左移:在云原生建设初期将平安投资更多地放到开发平安、包罗平安编码供应链(软件库、开源软件)平安、镜像平安;

(2)聚焦“稳固”:容器对应的镜像、文件系统都是稳固的,由相同或继续的镜像启动的容器历程及其行为是相似的,用于微服务的容器历程是少数且其行为是可展望的,可以通过学习举行画像;

(3)营业平安:珍爱最贴近最终价值且处于最顶层的营业。

亦有字节跳动的平安研究职员指出应该重点通过互联网的三大焦点要素:盘算、存储、网络开展防御事情,其看法如下:

(1)容器平安的本质是对Linux Kernel平安机制的充实行使;

(2)eBPF手艺将蓬勃生长,在syscall和网络监控领域普遍使用;

(3)动态防御的重点是采集、可视化、关联剖析和响应的全流程建设。

现在,腾讯平安已搭建了包罗平安治理、数据平安、应用平安、盘算平安、网络平安等五个领域的完整云原生平安防护系统。

经由上述剖析,可以发现“云原生平安”的治理需要综合的解决方案。笔者以为在云原生平安防护系统的建设历程中应做好以下几项事情:

(1)连系云原生手艺的详细落地情形开展并落实最小权限、纵深防御事情

对于云原生环境中的种种组成部门,均可贯彻落实“平安左移”的原则,举行平安基线设置,提防于未然。而对于微服务架构Web应用以及Serverless应用的防护而言,其重点是应用平安问题,如表2所示。

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表 2 云原生环境各组成部门防御方式梳理

(2)围绕云原生应用的生命周期来举行DevSecOps建设

以当前的云原生环境的要害手艺栈“K8S + Docker”举例举行剖析,如图4所示。应该在容器的全生命周期注重“设置平安”,在项目构建时注重“镜像平安”,在项目部署时注重“容器准入”,在容器的运行环境注重云盘算的三要素“盘算”“网络”以及“存储”等方面的平安问题。

图 4 围绕云原生应用的生命周期构建平安防护系统

(3)围绕攻击前、中、后的平安实行准则举行构建

在现实落地时,可依据平安实行准则对攻击前、中、后这三个阶段开展检测与防御事情。

表 3 对攻击前、中、后这三个阶段开展检测与防御事情

“攻击前”阶段事情

在检测方面应注重的事情包罗了资产清点和镜像平安事情。资产清点的焦点事情是资产版本比对。资产版本比对事情有助于防御事情的开展;在防御方面应注重的事情包罗了基线合规事情和资产加固事情。基线合规事情有助于收敛露出给外部的攻击面。

“攻击时”阶段事情

在检测方面应关注的检测项可包罗宿主机上与容器内的异常行为监控(Docker容器、微服务的功效一样平常是较为固化的,若发现文件、网络、历程等方面的异常行为,应予以小心;为了检测这类异常行为,可运用现阶段较为成熟的主机入侵检测手艺履历并选择合适的算法对宿主机与容器举行异常行为监控)以及容器准入事情的合规性;在防御方面应注重的事情可包罗:在宿主机上以及容器内做文件权限控制以及在Docker宿主机充实行使Linux内核的平安能力(可选用的平安手艺包罗了:可做资源隔离的Namespace、可用是非名单限制历程挪用的Seccomp、可限制容器能力的Capability、可限制应用程序接见控制权限的Apparmor)。

“攻击后”阶段事情

在检测方面应注重操作日志审计。在详细实践时,可通过日志网络容器将营业容器的日志统一发送到大数据平台,举行剖析、告警;在防御方面应注重应急响应。在详细实践时,若发现生产环境受到了攻击,应实时举行应急响应,提防危害扩大化。

(4)刷新并综合运用现有云平安手艺

不应将“云原生平安”视为一个自力的命题,为云原生环境提供更多支持的主机平安、微隔离等手艺可赋能于云原生平安,如图5所示。

图 5 容器平安、主机平安与微隔离赋能云原生平安

三、总结与展望

云原生手艺正逐步成熟,容器、微服务、声明式API等代表手艺的应用正逐步落地,生态正逐步健全。但云原生环境面临着严重的平安问题,平安手艺亟待生长。预计在未来24-36个月内云原生平安手艺将高速生长。

本文先容了云原生平安问题及防御手艺方式。经由对照可以发现,云原生平安手艺与传统的云平安手艺有着异同。“云原生平安”的治理需要综合的解决方案。在落地云原生平安手艺时,可从以下几个方面做思量:单元的详细落地情形、云原生应用的生命周期、平安运维准则、对现有云平安手艺的刷新与综合运用。

平安必须为营业服务。当营业需要现代化时,平安也要顺势而为举行变化,不要沦为营业的阻碍。在云原生时代,DevSecOps理念及产物将逐渐落地应用。云原生平安与信息基础设施将深度融合,提供SECaaS 也将成为一大生长趋势。

参考链接

[1] [绿盟 云原生平安手艺讲述]

https://www.nsfocus.com.cn/html/2021/92_0113/146.html

[2] [字节跳动平安范儿沙龙——营业平安攻与防 / 容器平安与动态防御]

https://mp.weixin.qq.com/s/tdTDlZIftrI6xYoJl5fSlA

[3] [腾讯 除了云原生,2021 年另有这八大趋势值得关注]

https://xw.qq.com/cmsid/20201026A09M7B00

[4] 云上容器 ATT&CK 矩阵详解,阿里云助力企业容器化平安落地
https://blog.csdn.net/csdnnews/article/details/106821667

[5] 《云原生服务网格Istio 原理、实践、架构与源码剖析》(张超盟、章鑫、徐中虎、徐飞编著)

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