Vùng chứa trong DevOps không phải là một khái niệm mới. Chúng là những hộp cát ảo với tất cả các công cụ cần thiết để chạy các vi dịch vụ, bao gồm cả các ứng dụng lớn.
Bạn có thể coi vùng chứa là hệ thống đóng gói cho phép bạn (với tư cách là nhà phát triển) lưu trữ mọi thứ bạn cần để chạy ứng dụng của mình, chẳng hạn như thời gian chạy và tệp nhị phân, từ điểm trung tâm.
Bộ chứa giúp nhà phát triển di chuyển ứng dụng từ môi trường này sang môi trường khác (ví dụ: chuyển ứng dụng từ máy cục bộ sang môi trường ảo hoặc chuyển ứng dụng từ giai đoạn ban đầu sang giai đoạn sản xuất), loại bỏ mọi rắc rối về cài đặt và cấu hình phần mềm khác nhau trong chương trình và sản xuất môi trường ở cuối.
Báo cáo thống kê về công nghệ container cho thấy 50% tổ chức trên thế giới đã áp dụng điều phối container. Mặc dù công nghệ này ngày càng trở nên phổ biến nhờ những ưu điểm của nó, nhưng các container có thể mở ra cơ hội cho các cuộc tấn công mạng nếu không được kiểm soát.
Chi tiết CVENguồn dữ liệu về lỗ hổng bảo mật tinh túy có 62 lỗ hổng dành riêng cho Docker tính đến thời điểm viết bài này. Điều này có yêu cầu các phương pháp phát triển tốt nhất để giải quyết những cạm bẫy này và bảo mật các vùng chứa cho quy trình DevOps thành công không?
Bài đăng này khám phá khái niệm về bảo mật vùng chứa, nêu bật một số thách thức và nêu ra các phương pháp hay nhất cần tuân theo khi sử dụng công nghệ vùng chứa.
Bảo mật container là gì?
Bảo mật vùng chứa là một quá trình liên tục sử dụng các giao thức bảo mật (công cụ và chính sách) để bảo vệ vùng chứa và môi trường của chúng khỏi các mối đe dọa tiềm ẩn.
Nếu không được chọn, các mối đe dọa có thể gây hại cho ứng dụng, cơ sở hạ tầng, thời gian hoạt động, thư viện hệ thống, hệ điều hành và nhân cũng như các tính năng khác.
Do các bộ chứa có sẵn ở dạng chuyển tiếp (tạm thời) và cũng nhằm mục đích triển khai và mở rộng quy mô linh hoạt, nên cần có bảo mật tự động ở mọi giai đoạn của vòng đời phần mềm (SDLC).
Cũng đọc: Giới thiệu về Kubernetes Kops cho người mới bắt đầu
Những thách thức về an ninh container là gì?
Mặc dù các container có nhiều phần thưởng (chẳng hạn như tăng tốc độ phân phối phần mềm), nhưng chúng không tránh khỏi các thách thức, chủ yếu là vì chúng cần các biện pháp bảo mật (chúng thiếu khả năng tự bảo mật).
Điều này là do các container truy cập vào phần cứng thông qua hệ điều hành (OS) được lưu trữ. Điều này có nghĩa là một vùng chứa có thể có nhiều hình ảnh vùng chứa cơ sở, điều này giới thiệu phạm vi bề mặt tấn công rộng hơn, điều này đặt ra một số thách thức.
Vấn đề đầu tiên là cấu hình vùng chứa không chính xác, trong đó các nhà phát triển quên tùy chỉnh và sử dụng cấu hình vùng chứa mặc định có một số cạm bẫy như một số cổng không an toàn có thể không lý tưởng cho ứng dụng của bạn, thông tin xác thực bị lộ như mật khẩu và mã thông báo xác thực cũng như việc cấp quá nhiều đặc quyền cho thời gian chạy container (khi chạy bằng root). Khi không bị ghi đè, các cấu hình mặc định này sẽ mang lại cơ hội tấn công.
Tiếp theo là lỗ hổng cơ sở hạ tầng container. Trong trường hợp này, các gói được tích hợp trong vùng chứa, chẳng hạn như mã ứng dụng, thư viện và cấu hình hoặc các gói trong hệ điều hành máy chủ sẽ gây ra các lỗ hổng bảo mật. Lỗ hổng này có thể xuất hiện ở bất kỳ giai đoạn nào trong vòng đời ứng dụng, ví dụ: khi các phần phụ thuộc bên ngoài được tích hợp vào hình ảnh vùng chứa, các thư viện nguồn mở được cài đặt như một phần của ứng dụng, các hình ảnh cơ sở vùng chứa đến từ vùng chứa bên ngoài và các cơ quan đăng ký máy chủ có thể bị tấn công. khai thác qua mạng và điểm cuối cùng.
Hiểu biết sâu sắc về tải trọng container là một trong những thách thức lớn nhất đối với container. Điều này là do tính chất rất năng động của các container, khiến các công cụ giám sát không thể xác định vị trí các container đang chạy và kiểm tra hành vi của chúng trên mạng. Khả năng hiển thị tăng lên sẽ ngăn ngừa vi phạm và giảm thời gian phản hồi sự cố nếu chúng xảy ra.
Ngoài ra, bộ chứa cũng dễ bị tấn công nếu bất kỳ giai đoạn nào của quy trình CI/CD không an toàn, cả về mã ứng dụng và cơ sở hạ tầng khối lượng công việc của bộ chứa. Mặc dù các nhà phát triển giải quyết vấn đề bảo mật ở cuối vòng đời của ứng dụng, việc quản lý nó ở từng giai đoạn phát triển sẽ bảo vệ ứng dụng khỏi lỗi này.
Những công cụ nào có thể giải quyết vấn đề bảo mật container?
Bạn có thể đảm bảo tính bảo mật của các giải pháp doanh nghiệp đã triển khai bằng cách triển khai tính bảo mật và tính toàn vẹn của vùng chứa bằng các công cụ bảo mật. Những công cụ này quét các lỗ hổng và liên tục theo dõi chúng để phát hiện các cuộc tấn công, lỗi hoặc các vấn đề khác.
Cho dù bạn đang tìm kiếm một công cụ bảo mật vùng chứa nguồn mở hay loại thương mại, tất cả chúng đều sẽ phục vụ cùng một mục đích. Tất cả đều hoạt động bằng cách kiểm tra cơ sở hạ tầng vùng chứa của bạn và hành động chống lại các lỗ hổng và mối đe dọa phổ biến (CVE).
Dưới đây là một số công cụ bạn có thể thử: Pingsafe Editors Choice, Datadog Cloud SIEM, Anchore, Sophos Cloud-Native Security, Bitdefender GravityZone, Sysdig safe, Aqua Security và RedHat Advanced Cluster Security cho Kubernetes.
Cũng đọc: 11 Máy quét bảo mật vùng chứa để tìm lỗ hổng
Thực tiễn tốt nhất về bảo mật vùng chứa
Bất chấp những thách thức về bảo mật vùng chứa ở trên, đây là bảng phân tích các quy ước tốt nhất có thể được triển khai để tối ưu hóa bảo mật vùng chứa ở tất cả các giai đoạn của vòng đời ứng dụng.
Bảo vệ hình ảnh
Hình ảnh vùng chứa được sử dụng để tạo vùng chứa. Cấu hình sai nhỏ nhất hoặc hành động độc hại có thể gây ra lỗ hổng trong các vùng chứa được tạo ra. Bạn có thể chống lại điều này bằng cách:
- Sử dụng hình ảnh đáng tin cậy – Trừ khi bạn tạo hình ảnh từ đầu, bạn luôn chọn làm việc với hình ảnh từ các nguồn đáng tin cậy. Các kho lưu trữ công cộng như Docker Hubchứa hình ảnh, bao gồm cả những hình ảnh có phần mềm độc hại và cấu hình sai.
- Chỉ chứa các thành phần cần thiết – Nếu có những thành phần mà ứng dụng của bạn không cần, tốt nhất bạn nên xóa chúng. Ví dụ, UNIX hiển thị một cách tự nhiên các tệp nhị phân “awk” và “sed”.
- Bao gồm ứng dụng trong hình ảnh vùng chứa – Hình ảnh vùng chứa bao gồm một tập hợp con của hệ điều hành (OS) và ứng dụng đang chạy. Đối với mọi công cụ và thư viện được đưa vào vùng chứa, đây là một mối đe dọa tiềm tàng. Tốt nhất nên đưa ứng dụng vào hình ảnh vùng chứa để giải quyết vấn đề này. Điều này được thực hiện bằng một tệp nhị phân được biên dịch tĩnh với tất cả các phụ thuộc cần thiết.
Tự động quét và quản lý lỗ hổng
Quét lỗ hổng thường xuyên cũng như quản lý vùng chứa và máy chủ giúp phát hiện lỗ hổng ở mọi giai đoạn trong vòng đời ứng dụng.
Trong trường hợp này, bạn có thể thực hiện quét mã để phát hiện lỗi và kiểm tra bảo mật ứng dụng tĩnh (SAST) để tìm lỗ hổng trong mã ứng dụng. Phân tích Thành phần Phần mềm (SCA) có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về các thành phần phần mềm nguồn mở bằng cách tạo ra Danh mục Vật liệu phần mềm có thể so sánh với các lỗ hổng nguồn mở được ghi lại.
Ngoài ra, chức năng quét hình ảnh còn phân tích nội dung và quá trình tạo hình ảnh của vùng chứa để tìm lỗ hổng. Với các công cụ như Klara, bạn có thể tìm kiếm các lỗ hổng đã biết. Ngoài ra, hãy áp dụng các thử nghiệm bảo mật ứng dụng động (DAST) để xác định các rủi ro bảo mật dựa trên hành vi của vùng chứa. Các công cụ DAST cũng có thể thực hiện quét máy chủ trong đó bạn kiểm tra các thành phần máy chủ vùng chứa (nhân máy chủ và hệ điều hành) xem có cấu hình sai không.
Trong khi các biện pháp trên được áp dụng trong quá trình đang diễn ra của vòng đời container, triết lý “chuyển sang bên trái” có thể được áp dụng. Điều này có nghĩa là thực hiện bảo mật ngay từ đầu chu kỳ phát triển. Một công cụ tốt nếu bạn chọn phương pháp này là Trivy.
Bảo mật hồ sơ container
Cơ quan đăng ký vùng chứa là một cách tập trung hiệu quả để lưu trữ và phân phối hình ảnh. Các tổ chức thường lưu trữ hàng nghìn hình ảnh trong hồ sơ công khai hoặc riêng tư. Có một số biện pháp được áp dụng để đảm bảo rằng tất cả thành viên trong nhóm và cộng tác viên đều được hưởng lợi từ hình ảnh không có lỗ hổng.
Đầu tiên, việc triển khai kiểm soát quyền truy cập của người dùng (đối với các cơ quan đăng ký riêng tư) sẽ xác định ai có thể đăng và truy cập hình ảnh. Mặc dù đây là biện pháp bảo mật cơ bản nhưng nó ngăn những người không được ủy quyền đăng, sửa đổi hoặc xóa ảnh.
Biện pháp tiếp theo là ký tên bằng hình ảnh, liên kết từng hình ảnh với người đã ký nó, gây khó khăn cho việc thay thế hình ảnh bằng hình ảnh bị xâm phạm. Bạn có thể sử dụng kỹ thuật tin cậy nội dung Docker để thêm chữ ký điện tử vào dữ liệu được gửi đến và nhận từ cơ quan đăng ký. Cuối cùng, hãy nhớ rằng quét hình ảnh (liên tục) giúp phát hiện mọi lỗ hổng nghiêm trọng.
Giám sát container
Bạn có thể tối ưu hóa thông tin chuyên sâu về khối lượng công việc của vùng chứa bằng các công cụ quan sát. Các công cụ này sẽ cho phép giám sát và kiểm tra các lỗ hổng trong tất cả các thành phần và cho phép ghi nhật ký sự kiện theo thời gian thực trong môi trường được chứa trong vùng chứa.
Các công cụ có khả năng quan sát phát hiện các mối đe dọa bằng cách kiểm tra số liệu và nhật ký từ tất cả các thành phần của ngăn xếp vùng chứa và phân tích chúng để phát hiện các điểm bất thường. Nhờ phương pháp này, bạn có thể sửa các cấu hình không chính xác ngay khi chúng được xác định.
Để thu thập số liệu sử dụng tài nguyên, hãy sử dụng các công cụ như cAdvisor hoặc kube-state-metrics. Sử dụng các công cụ như Grafana hoặc Prometheus để giám sát hoạt động của vùng chứa và hiệu suất của các cụm của bạn.
Nếu bạn muốn phân tích lưu lượng mạng giữa các vùng chứa, hãy sử dụng Wireshark hoặc tcpdump. Nếu bạn đang sử dụng dịch vụ Kubernetes được quản lý như (AKS), hãy sử dụng Azure Monitor để theo dõi tài nguyên và các mối đe dọa bảo mật.
Ngoài ra, Azure Log Analytics có thể thu thập và phân tích tài nguyên AKS. nếu bạn chọn Amazon EKS, Amazon CloudTrail phù hợp để đăng nhập và xem; sử dụng Amazon CloudWatch.
Triển khai an ninh mạng
Kiểm soát an ninh mạng có thể giúp bảo vệ chống truy cập trái phép vào vùng chứa. Tiêu chí được sử dụng là phân đoạn mạng, cách ly các container, hạn chế quyền truy cập của chúng chỉ vào các dịch vụ cần thiết.
Nếu đang chạy các ứng dụng được đóng gói trên Kubernetes, bạn có thể sử dụng chính sách mạng của K8 để định cấu hình lưu lượng nhóm gửi đến và đi trong các cụm. Điều này đến lượt nó sẽ hạn chế lưu lượng truy cập vào các nhóm cụ thể dựa trên nhãn.
Bảo mật lớp vận chuyển (TLS) có thể được mở rộng cho giao tiếp nhóm. Bạn có thể chọn TLS hoặc Lớp cổng bảo mật (SSL) để liên lạc an toàn giữa máy chủ API và các thành phần khác. Cân bằng tải là một lựa chọn tốt nếu bạn cũng muốn hạn chế lưu lượng truy cập vào cụm của mình.
Nếu cụm của bạn có vi dịch vụ, bạn có thể cung cấp lưu lượng truy cập an toàn bằng các công cụ Lưới dịch vụ như Meshery hoặc Linkerd. Cuối cùng, hãy bảo mật mạng của bạn nếu bạn sử dụng công cụ đám mây để lưu trữ các cụm.
Nếu bạn đang sử dụng Dịch vụ Azure Kubernetes (AKS), hãy sử dụng nhóm bảo mật mạng (NSG) để quản lý lưu lượng. Nếu bạn đang sử dụng dịch vụ Amazon Nhóm bảo mật Elastic Kubernetes Service (EKS), đám mây riêng ảo (VPC) sẽ là giải pháp tốt nhất Amazon.
Giảm tấn công bề mặt
Giảm thiểu bề mặt tấn công có hai ưu điểm; tăng tốc độ dịch vụ và giảm khả năng vi phạm an ninh.
Bằng cách sử dụng bản dựng nhiều bước, bạn có thể tạo hình ảnh nhẹ với ít dấu chân và thời gian khởi động cũng như hiệu suất tốt hơn. Có một số giải pháp cho việc này. Nếu bạn đang sử dụng Linux, bạn có thể sử dụng Alpine Linux, BusyBox hoặc Tiny Core Linux.
Đối với Ubuntu thì có Ubuntu Minimal. Bạn cũng có thể sử dụng Scratch, một hình ảnh Docker đặc biệt – về cơ bản là một vùng chứa nguồn mở, để tạo các hình ảnh tối giản ngay từ đầu.
Giới hạn quyền của vùng chứa
Nguyên tắc được sử dụng ở đây là cấp quyền tối thiểu để thực hiện nhiệm vụ. Khi các vùng chứa được chạy dưới quyền root, chúng cấp cho người dùng nhiều quyền khác nhau đối với các hoạt động, chẳng hạn như cài đặt các gói hoặc quyền cho các hoạt động đọc và ghi trên hệ điều hành.
Rủi ro là những kẻ tấn công có thể khai thác mức tăng năng lượng trong thời gian chạy container nếu bị xâm phạm. Trong trường hợp này, có hai giải pháp khả thi. Bạn có thể chạy vùng chứa ở chế độ không phải gốc hoặc giới hạn khả năng của hạt nhân LINUX chỉ ở những khả năng cần thiết để tải vùng chứa.
Quản lý an toàn bí mật
Các tập tin cấu hình vùng chứa và docker của bạn phải được giữ bí mật. Bí mật bao gồm chứng chỉ, mật khẩu, khóa giao diện chương trình ứng dụng (API) và mã thông báo. Và mặc dù đó là cách tốt nhất nhưng bạn sẽ thường thấy những bí mật này được mã hóa cứng trong quá trình xây dựng hoặc hình ảnh mã nguồn.
Trong những trường hợp này, dữ liệu nhạy cảm sẽ kết thúc trong các vùng chứa và được lưu vào bộ nhớ đệm ở các tầng giữa của vùng chứa, ngay cả khi các vùng chứa đó đã bị xóa. Trong những trường hợp này, cách tiếp cận tốt nhất là triển khai giải pháp quản lý bí mật, ví dụ: AWS Secrets Manager I Vault để lưu trữ và quản lý thông tin xác thực bí mật.
Tăng cường đội ngũ của bạn
Là biện pháp bảo mật cuối cùng, việc đào tạo nhóm của bạn về các phương pháp bảo mật tốt nhất là rất quan trọng. Điều này có nghĩa là tất cả thành viên trong nhóm của bạn có thể xác định và ứng phó với các mối đe dọa bảo mật.
Một cách hay để thực hiện điều này là thêm bảo mật vùng chứa vào quy trình triển khai nhóm của bạn. Việc cung cấp chương trình đào tạo thực hành, học tập liên tục và đánh giá bảo mật thường xuyên sẽ giúp nhóm DevOps của bạn trở nên khác biệt bằng cách giúp họ luôn cập nhật các xu hướng bảo mật.
Suy nghĩ cuối cùng
Bảo mật vùng chứa là một quá trình quan trọng diễn ra trong vòng đời phần mềm. Cách tiếp cận tốt nhất cho truy vấn này là kích hoạt bảo mật trực tiếp từ mã ứng dụng của bạn đến thời gian chạy vùng chứa, hệ điều hành máy chủ và cơ sở hạ tầng mạng cơ bản.
Bạn có thể thực hiện điều này bằng cách tuân theo kế hoạch chiến lược để xác minh vùng chứa và chỉ sử dụng các nguồn đáng tin cậy. Làm cứng các thùng chứa của bạn để đảm bảo chỉ có các dịch vụ thiết yếu ở trong đó. Áp dụng các phương pháp ghi nhật ký có thể dễ dàng thực hiện bằng các công cụ giám sát. Phân đoạn mạng của bạn để tách biệt các vùng chứa khỏi toàn bộ cơ sở hạ tầng của bạn.
Luôn ký vào hình ảnh của bạn để xác thực đầu vào và đầu ra thông qua các dịch vụ của bạn. Ngoài ra, bạn nên thực hiện quét và kiểm tra thâm nhập thường xuyên để phát hiện mọi lỗ hổng và thực hiện hành động khắc phục ngay lập tức. Và khi bối cảnh công nghệ phát triển, hãy luôn cập nhật các biện pháp bảo mật mới nhất.
Sau đó hãy xem cách tự động hóa bảo mật.
