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容器安全最佳实践

容器安全的重要性

随着云原生技术的快速发展,容器和 Kubernetes 已成为企业 IT 架构的核心组成部分。容器化带来了敏捷、弹性和高效的优势,但也引入了新的安全挑战。根据行业报告,截止 2025 年,超过 85% 的企业运行容器化应用,但同时,超过 75% 的安全事件源于配置不当、镜像漏洞和权限滥用等问题。因此,如何通过合理的配置来保障 K8s 安全和业务安全,变得至关重要。

K8s 安全面临的挑战

作为云原生时代的基础设施,与传统的云产品安全和主机安全相比,K8s 由于其架构的复杂性和高度开放等特性,在安全层面带来了一系列独特的差异和挑战。

1. 安全边界的变化与模糊

主机安全边界 vs K8s 集群安全边界

  • 传统的主机安全以物理/虚拟机为边界,K8s 则以集群、Node、Pod、容器为边界,安全边界不再是单一的主机,而是多层次、多维度的,安全管控更加复杂。
  • 从资源隔离和安全隔离的层面上讲,Pod 和容器之间的隔离性弱于虚拟机,不同业务的 Pod 可能调度到同一台节点上,导致越权后攻击面增大。

K8s 控制面和数据面的边界模糊

  • 在部署层面上,K8s 的控制面和数据面并未完全区分开,除了 Master 外,集群中仍有大量的控制器、CNI、CSI 等系统控制面组件,以 Deployment 或 DaemonSet 的方式部署在集群中,和业务 Pod 混部,一旦由于业务 Pod 的漏洞导致越权访问,很可能通过这类系统组件进行进一步提权,导致权限放大。
  • 在 API 层面上,传统服务的控制面 API 一般不对数据面暴露,但 K8s 的控制面 API 是对数据面暴露访问的,在集群内可直接访问,一旦由于权限配置不当,很可能导致攻击者越权接管整个集群,很大程度上增加了 K8s 的安全风险。

2. 权限和访问控制的复杂性

双层权限体系带来的复杂性:云平台 + K8s 内部 RBAC

传统云产品的权限管理通常只需关注单一层级的访问控制(如 CAM 角色或资源组),而 K8s 的权限体系是双层的:

  1. 云基础设施层:例如 TKE 相关的云 API 权限、服务角色权限、CVM 权限、VPC 和安全组等云资源操作权限。
  2. K8s 集群内部层:通过 K8s RBAC(基于角色的访问控制)管理对 Pod、Service、Deployment 等资源的操作权限

管理员需要同时管理云平台权限(如"谁能创建 TKE 集群")和 K8s 内部权限(如"谁能删除 Namespace"),两者可能因配置冲突导致安全漏洞。若云平台权限过松(如允许普通用户修改 EKS 集群配置),可能直接绕过 K8s RBAC 的保护。

不同角色、不同位置、不同场景带来的权限体系复杂性

  • 集群内程序(机器)访问 K8s —— 系统组件场景
  • 集群外程序(机器)访问 K8s —— DevOps 场景
  • 集群外人员操作 K8s —— 主动运维场景
  • 集群内程序(机器)访问云上 API 场景

管理员需要根据不同场景,来选择最合适的认证授权方式,才能最大限度的保证集群的安全性。

3. 动态性和弹性带来的风险

动态 IP 使得传统的基于 IP 的授权不再有效

传统的云主机和云产品一般生命周期较长,因此 IP 较为固定,通常采用安全组来基于静态 IP 配置安全策略。而在 K8s 场景下,Pod 生命周期相对较短,IP 不再固定,这种模式不再适用。

大规模场景下动态安全策略带来的性能问题

K8s 的 NetworkPolicy 一般会通过 label 来匹配对象,通过 iptables 来实施安全策略的下发,在大规模场景下,随着 Pod 和 iptables 的增多,在控制面和数据面都可能会带来严重的性能问题。控制面会随着规则的增多导致策略下发和生效慢,严重时会导致网络不通或策略不生效,数据面则随着规则的增多导致转发性能受影响。

4. 生态开放性和供应链风险

  • K8s 以其高度开放的特性和高度可扩展性著称,有大量的开源组件基于 K8s 构建,然而这些开源组件的质量层次不齐,可能在业务不知情的情况下带来安全风险。

第三方镜像的安全性和镜像仓库的安全性也至关重要

  • 一旦业务使用的第三方镜像携带严重的 CVE 漏洞,则很可能被攻击者利用从而产生越权。
  • 一旦业务的镜像仓库由于凭证泄露等方式被入侵,则攻击者很可能会通过供应链投毒的方式,覆盖业务镜像,从而达到攻击的目的。

5. 多层次和多维度的安全防护需求

传统主机安全主要关注主机、网络、存储等基础设施层的安全。而 K8s 安全不仅需要覆盖基础设施,而且需要覆盖容器运行时、控制面安全、多租户安全、供应链安全、平台安全、数据安全等多个层面,防护面更广。

如何保障 K8s 安全

上一个章节我们主要介绍了 K8s 安全的复杂性,以及相比于传统云产品安全所带来的独特挑战。对于集群管理员来说,最常见的问题就是由于配置不当从而造成安全风险。K8s 和云厂商本身提供了一系列的能力来应对上述安全风险和挑战,用户只有充分的了解这些能力和它们要解决的问题,才能更好的保障 K8s 集群的安全。

TKE 围绕上述核心挑战,结合了现网大规模客户的实际使用场景和运营经验,从以下几个层面,总结了一系列的最佳实践,来帮助用户提升 K8s 集群的安全性:

快速开始

如果你希望快速了解如何强化 TKE 集群的安全性,推荐先阅读 强化集群安全性,该文档提供了全面的安全检查清单和配置示例。

1. 身份认证和访问管理

身份认证和访问管理主要围绕用户实际使用场景出发,介绍如何将腾讯云的账号和访问管理体系(CAM)与 K8s 的认证和访问管理体系(RBAC)相结合,实现凭证动态化,权限最小化。

详细可参考:TKE 身份认证和访问管理最佳实践

2. 网络安全

网络安全主要围绕如何通过 VPC、子网、K8s Namespace、NetworkPolicy、安全组、ACL、通信加密等手段,实现不同业务、环境、租户之间的网络隔离,降低横向移动风险。通过 TKE 提供的 eNP 和 SGP 等能力,可以在满足灵活性的情况下,实现最低的性能损耗。

3. Pod 和运行时安全

Pod 和运行时安全主要围绕如何通过部署隔离、权限隔离和容器运行时隔离,来对抗 K8s 模糊的安全边界,增强不同业务之间的隔离性。如启用 Pod 安全策略(如 PodSecurityPolicy、Pod Security Admission)、安全上下文(SecurityContext)、非特权运行、安全容器(如 gVisor)等机制,限制容器的特权操作和主机资源访问。

4. 制品和镜像安全

制品和镜像安全主要围绕镜像源可信化、镜像漏洞扫描、镜像签名与内容信任、最小化基础镜像等层面,结合 TCR 及容器安全提供的各种检测能力,来提升制品安全性。

5. 数据安全

数据安全主要围绕敏感数据加密、密钥与凭证管理、备份与恢复等层面,来保障业务数据的安全性,避免数据泄露和丢失。

6. 策略安全

策略安全主要围绕如何通过 TKE 提供的 OPA 等能力,建设客户自己的安全基线。通过策略安全机制,集群管理员可以对资源创建、变更、运行等各个环节进行统一、自动化的安全管控,防止因人为疏忽或恶意操作带来的安全风险。

7. 持续监控与响应

除了预防和拦截之外,安全事件的及时发现、响应和溯源也至关重要。通过容器安全提供的安全扫描、入侵检测等持续防护措施,可以帮助业务及时发现隐患,结合 TKE 的日志审计能力,可以更好的帮助业务定位攻击来源和影响范围。

总结

K8s 安全是一个系统性工程,涉及权限、网络、运行时、供应链、数据、多租户、监控等多个层面。TKE 作为企业级 K8s 平台,结合腾讯云的安全能力和最佳实践,为用户提供了全方位的安全防护能力。建议用户在实际生产环境中,结合自身业务特点,充分利用 TKE 及云原生安全工具,持续完善安全体系,最大程度保障业务的稳定与安全。