如何保護Kubernetes的機密信息

現(xiàn)如今開發(fā)的大多數(shù)應(yīng)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(wù)邏輯。比如使用用戶名密碼去連接數(shù)據(jù)庫，或者使用秘鑰連接第三方服務(wù)。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。

如果你的應(yīng)用程序已經(jīng)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(nèi)部的容器中，也可以作為數(shù)據(jù)卷掛載到容器內(nèi)部。

為了保證敏感信息的安全性，Secret對象應(yīng)該被加密，并且應(yīng)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(wù)（KMS）對靜態(tài)數(shù)據(jù)進行加密。

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(yīng)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(jù)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：

1選項1：加密純文本敏感數(shù)據(jù)，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(jù)。

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(jù)。

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(jù)提交到Git代碼倉庫中。而且它沒有風(fēng)險，因為數(shù)據(jù)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[1]。

2選擇2：使用第三方服務(wù)來存儲敏感數(shù)據(jù)

你可以將敏感數(shù)據(jù)存儲到第三方服務(wù)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(wù)中獲取機密信息，并在運行時創(chuàng)建Kubernetes Secret對象。

External Secrets[2]項目可以幫助你實現(xiàn)選項2。

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

3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(biāo)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(wù)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(jù)，然后只有服務(wù)端的控制器才能解密數(shù)據(jù)。

這些加密數(shù)據(jù)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

>wgethttps://github.com/bitnami-labs/sealed-secrets/releases/download/v0.15.0/kubeseal-linux-amd64-Okubeseal

>sudoinstall-m755kubeseal/usr/local/bin/kubeseal

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

>kubectlapply-fhttps://github.com/bitnami-labs/sealed-secrets/releases/download/v0.15.0/controller.yaml

rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/sealed-secrets-service-proxiercreated
role.rbac.authorization.k8s.io/sealed-secrets-key-admincreated
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/secrets-unsealercreated
deployment.apps/sealed-secrets-controllercreated
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/sealedsecrets.bitnami.comcreated
service/sealed-secrets-controllercreated
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/sealed-secrets-controllercreated
serviceaccount/sealed-secrets-controllercreated
role.rbac.authorization.k8s.io/sealed-secrets-service-proxiercreated
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/sealed-secrets-controllercreated

3、驗證sealed-secret controller Pod是否運行

>kubectlgetpods-nkube-system-lname=sealed-secrets-controller

NAMEREADYSTATUSRESTARTSAGE
sealed-secrets-controller-7c766b885b-d5r2r1/1Running07m39s

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。

>kubectllogssealed-secrets-controller-7c766b885b-d5r2r-nkube-system

controllerversion:v0.15.0
2021/05/012034Startingsealed-secretscontrollerversion:v0.15.0
2021/05/012034Searchingforexistingprivatekeys
2021/05/012035Newkeywrittentokube-system/sealed-secrets-keymt6dg
2021/05/012035Certificateis
-----BEGINCERTIFICATE-----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-----ENDCERTIFICATE-----

2021/05/012035HTTPserverservingon:8080

運行以下命令查看公鑰/私鑰信息。

>kubectlgetsecret-nkube-system-lsealedsecrets.bitnami.com/sealed-secrets-key-oyaml

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

apiVersion:v1
data:
DB_PWD:cGFzc3dvcmQ=//base64encoded
DB_USER:cm9vdA==//base64encoded
kind:Secret
metadata:
name:db-secrets

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

>kubeseal--format=yamlsealed-secret.yaml

>catsealed-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(jù)。

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

>kubectlapply-fsealed-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(jù)，數(shù)據(jù)被解密后，將創(chuàng)建Kubernetes的Secret對象。

>kubectllogssealed-secrets-controller-7c766b885b-d5r2r-nkube-system

2021/05/012006Updatingdefault/db-secrets
2021/05/012006Event(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'SealedSecretunsealedsuccessfully

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(jù)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(jù)是安全的，它是被加密的，且只能由運行在Kubernetes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。

原文標(biāo)題：如何優(yōu)雅的保護 Kubernetes 中的 Secrets

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