在云原生环境中,为确保容器化应用的安全运行,Kubernetes 利用了 Linux 内核的三大安全机制:Seccomp
、AppArmor
和 SELinux
,并引入了 Pod 安全性标准与准入控制来增强 Pod 的安全性。
Seccomp、AppArmor、SELinux 简介
Seccomp
、AppArmor
和 SELinux
是 Linux 内核提供的三种安全机制:
Seccomp
(Secure Computing):限制程序的系统调用(syscall)。AppArmor
:限制程序对特定资源的访问。SELinux
(Security-Enhanced Linux):使用标签和策略限制对资源的访问。
Seccomp
在 Kubernetes 中,Seccomp
通过 Pod 或 Container 的 securityContext.seccompProfile
字段进行配置,有三种类型:
Unconfined
:无限制。RuntimeDefault
:使用容器运行时(如 containerd / CRI-O)的默认配置。Localhost
:使用节点本地的配置文件。
示例:
AppArmor
AppArmor
在 v1.30 之前是通过注解的方式,现在则是通过配置 Pod 或 Container 的 securityContext.appArmorProfile
字段,同样是三种类型:
Unconfined
:无任何限制。RuntimeDefault
:使用容器运行时(如 containerd / CRI-O)的默认配置。Localhost
:使用节点上的配置文件。
示例:
上图右侧 AppArmor
的配置文件有自己特定的规则,所以看上去有点奇怪。
SELinux
SELinux
的安全上下文格式为 user:role:type:level
(用户、角色、类型、范围),在 k8s 中对应 Pod 或 Container 的 securityContext.seLinuxOptions
:
yaml
...
securityContext:
seLinuxOptions:
user: unconfined_u
role: system_r
type: container_t
level: "s0:c123,c456"
以上就是 Seccomp
、AppArmor
和 SELinux
的基本作用以及在 Kubernetes 中的使用方法。
Pod 安全性标准和准入控制
Pod 安全性标准
Kubernetes 制定了 Pod 安全性标准(Pod Security Standard),并划分了三个不同的安全级别:
Privileged
:特权级,几乎无限制。Baseline
:基准级,弱限制:- 禁止使用宿主机 hostNetwork、hostPID、hostIPC、hostPath、hostPort。
- 禁止使用特权容器,只允许部分 capabilities 权能。
- 对
Seccomp
、AppArmor
和SELinux
有要求。
Restricted
:限制级,强限制:- 包括
Baseline
的全部要求。 - 只允许特定的 volumes 卷类型。
- 容器必须以非 root 用户运行,并进一步限制 capabilities 权能。
- 包括
不同安全级别对应的具体 spec 规则清单请参考官方文档。
Pod 安全性准入控制
Kubernetes 提供了一个内置的 Pod 安全准入控制器来执行 Pod 安全性标准。
用户可以在不同的命名空间设置不同的安全策略(通过配置标签),例如:
yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: my-baseline-namespace
labels:
pod-security.kubernetes.io/enforce: baseline
pod-security.kubernetes.io/enforce-version: v1.31
pod-security.kubernetes.io/audit: restricted
pod-security.kubernetes.io/audit-version: v1.31
pod-security.kubernetes.io/warn: restricted
pod-security.kubernetes.io/warn-version: v1.31
其中,标签的格式统一为:
yaml
# MODE 必须是 `enforce`、`audit`、`warn` 其中之一
# LEVEL 对应三个安全性标准,必须是 `privileged`、baseline`、`restricted` 其中之一
pod-security.kubernetes.io/<MODE>: <LEVEL>
# VERSION 必须是一个合法的 Kubernetes 小版本号或者 `latest`
pod-security.kubernetes.io/<MODE>-version: <VERSION>
当 MODE 是:
enforce
:不满足安全性标准规则的 Pod 会被拒绝。audit
:接受 Pod,但会记录审计日志。warn
:接受 Pod,但会显示警告信息。
用户也可以在准入控制器配置中设置 exemptions
豁免规则,从而绕过安全性标准的检查,例如:
yaml
apiVersion: apiserver.config.k8s.io/v1
kind: AdmissionConfiguration
plugins:
- name: PodSecurity
configuration:
apiVersion: pod-security.admission.config.k8s.io/v1
kind: PodSecurityConfiguration
defaults:
enforce: "privileged"
enforce-version: "latest"
audit: "privileged"
audit-version: "latest"
warn: "privileged"
warn-version: "latest"
exemptions:
# 要豁免的已认证用户名列表
usernames: []
# 要豁免的运行时类名称列表
runtimeClasses: []
# 要豁免的名字空间列表
namespaces: []
注意,这个配置需要通过 ------admission-control-config-file
应用于 kube-apiserver。
总结
Kubernetes 使用 Linux 内核的 Seccomp
、AppArmor
和 SELinux
安全机制,通过限制系统调用和资源访问来提升容器的安全性。
Pod 安全性标准则进一步为集群管理员提供了预定义的安全策略,用于限制不同 Pod 的权限和行为。结合 Pod 安全性准入控制器,管理员可以有效地管理集群中的 Pod 安全性,确保工作负载在云原生环境中安全运行。
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参考资料: