Docker安全及日志管理(六)

1. 隔离与共享

• 虚拟机通过添加 Hypervisor 层&＃xff0c;虚拟出网卡、内存、CPU 等虚拟硬件&＃xff0c;再在其上建立虚拟机&＃xff0c;每个虚拟机都有自己的系统内核。
• 而Docker容器则是通过隔离的方式&＃xff0c;将文件系统、进程、设备、网络等资源进行隔离&＃xff0c;再对权限、CPU资源等进行控制&＃xff0c;最终让容器之间互不影响&＃xff0c;容器无法影响宿主机。
  • 容器与宿主机共享内核、文件系统、硬件等资源。

2. 性能与损耗

损耗

• 与虚拟机相比&＃xff0c;容器资源损耗要少。
• 同样的宿主机下&＃xff0c;能够建立容器的数量要比虚拟机多。

安全

• 虚拟机的安全性要比容器稍好&＃xff0c;要从虚拟机攻破到宿主机或其他虚拟机&＃xff0c;需要 先攻破 Hypervisor 层&＃xff0c;这是极其困难的。
• docker 容器与宿主机共享内核、文件系统等资源&＃xff0c;更有可能对其他容器、宿主机产生影响。

1、Docker 自身漏洞

• 作为一款应用 Docker 本身实现上会有代码缺陷。CVE 官方记录 Docker 历史版本共有超过 20 项漏洞&＃xff0c;可参见 Docker 官方网站。
• 黑客常用的攻击手段主要有代码执行、权限提升、信息泄露、权限绕过等。目前 Docker 版本更迭非常快&＃xff0c;Docker 用户可将 Docker 升级为最新版本。

2、Docker 源码问题

Docker 提供了 Docker hub&＃xff0c;可以让用户上传创建的镜像&＃xff0c;以便其他用户下载&＃xff0c;快速搭建环境。但同时也带来了一些安全问题。
例如下面三种方式&＃xff1a;
黑客上传恶意镜像
如果有黑客在制作的镜像中植入木马、后门等恶意软件&＃xff0c;那么环境从一开始就已经不安全了&＃xff0c;后续更没有什么安全可言。
镜像使用有漏洞的软件
DockerHub上能下载的镜像里面&＃xff0c;75%的镜像都安装了有漏洞的软件。所以下载镜像后&＃xff0c;需要检查里面软件的版本信息&＃xff0c;对应的版本是否存在漏洞&＃xff0c;并及时更新打上补丁。
中间人攻击篡改镜像
镜像在传输过程中可能被篡改&＃xff0c;目前新版本的 Docker 已经提供了相应的校验机制来预防这个问题。

Docker本身的架构与机制就可能产生问题&＃xff0c;例如这样一种攻击场景&＃xff0c;黑客已经控制了宿主机上的一些容器&＃xff0c;或者获得了通过在公有云上建立容器的方式&＃xff0c;然后对宿主机或其他容器发起攻击。

1. 容器之间的局域网攻击

主机上的容器之间可以构成局域网&＃xff0c;因此针对局域网的ARP欺骗、端口扫描、广播风暴等攻击方式便可以用上。
所以&＃xff0c;在一个主机上部署多个容器需要合理的配置网络安全&＃xff0c;比如设置 iptables 规则。

2. DDoS 攻击耗尽资源

Cgroups 安全机制就是要防止此类攻击的&＃xff0c;不要为单一的容器分配过多的资源即可避免此类问题。

3. 有漏洞的系统调用

Docker 与虚拟机的一个重要的区别就是 Docker 与宿主机共用一个操作系统内核。
一旦宿主内核存在可以越权或者提权漏洞&＃xff0c;尽管Docker使用普通用户执行&＃xff0c;在容器被入侵时&＃xff0c;攻击者还可以利用内核漏洞跳到宿主机做更多的事情。

4. 共享root用户权限

如果以 root 用户权限运行容器&＃xff08;docker run --privileged&＃xff09;&＃xff0c;容器内的 root 用户也就拥有了宿主机的root权限。

1、内核级别

• 及时更新内核。
• User NameSpace&＃xff08;容器内的 root 权限在容器之外处于非高权限状态&＃xff09;。
• Cgroups&＃xff08;对资源的配额和度量&＃xff09;。
• SELiux/AppArmor/GRSEC&＃xff08;控制文件访问权限&＃xff09;。
• Capability&＃xff08;权限划分&＃xff09;。
• Seccomp&＃xff08;限定系统调用&＃xff09;。
• 禁止将容器的命名空间与宿主机进程命名空间共享。

2、主机级别

• 为容器创建独立分区。
• 仅运行必要的服务。
  • 服务器中不要开启FTP服务&＃xff0c;如果开启&＃xff0c;需要开启禁锢家目录的操作。
• 禁止将宿主机上敏感目录&＃xff08;例&＃xff1a;/root等&＃xff09;映射到容器
  • 最好使用其他磁盘&＃xff08;非sda&＃xff0c;例如&＃xff1a;sdb、sdc等&＃xff09;
• 对 Docker 守护进程、相关文件和目录进行审计。
• 设置适当的默认文件描述符数。
  • 文件描述符&＃xff1a;内核&＃xff08;kernel&＃xff09;利用文件描述符&＃xff08;file descriptor&＃xff09;来访问文件。
  • 文件描述符是非负整数。
  • 打开现存文件或新建文件时&＃xff0c;内核会返回一个文件描述符。读写文件也需要使用文件描述符来指定待读写的文件
• 用户权限为 root 的 Docker 相关文件的访问权限应该为 644 或者更低权限。
• 周期性检查每个主机的容器清单&＃xff0c;并清理不必要的容器。
  3、网络级别
• 通过 iptables 设定规则实现禁止或允许容器之间网络流量。
• 允许 Docker 修改 iptables。
• 禁止将 Docker 绑定到其他 IP/Port 或者 Unix Socket。
  • 绑定其他的 Socket上会影响其他服务的运行。
• 禁止在容器上映射特权端口。
• 容器上只开放所需要的端口。
• 禁止在容器上使用主机网络模式。
  • 仅主机模式是一种局域网模式&＃xff0c;使用主机网络模式可能会被局域网内的主机攻击。
• 若宿主机有多个网卡&＃xff0c;将容器进入流量绑定到特定的主机网卡上。
  4、镜像级别
• 创建本地镜像仓库服务器。&＃xff08;部署harbor&＃xff09;
• 镜像中软件都为最新版本。
• 使用可信镜像文件&＃xff0c;并通过安全通道下载。
• 重新构建镜像而非对容器和镜像打补丁。
• 合理管理镜像标签&＃xff0c;及时移除不再使用的镜像。
• 使用镜像扫描。 一般是共有仓库使用的&＃xff0c;私有仓库用的少
• 使用镜像签名。
  5、容器级别
• 容器最小化&＃xff0c;操作系统镜像最小集。
• 容器以单一主进程的方式运行。
• 禁止 privileged 标记使用特权容器。
• 禁止在容器上运行 ssh 服务。
  • 登录系统使用exec命令&＃xff0c;不要用ssh
• 以只读的方式挂载容器的根目录系统。
• 明确定义属于容器的数据盘符。
• 通过设置 on-failure 限制容器尝试重启的次数&＃xff0c;容器反复重启容易丢失数据。
  • 默认是6次
• 限制在容器中可用的进程树&＃xff0c;以防止 fork bomb。
  • 进程炸弹&＃xff0c;迅速增长子进程&＃xff0c;耗尽系统进程数量

6、其他设置

• 定期对宿主机系统及容器进行安全审计。
• 使用最少资源和最低权限运行容器。
• 避免在同一宿主机上部署大量容器&＃xff0c;维持在一个能够管理的数量。
  • 一般一个核心能跑3个容器&＃xff0c;企业&＃xff08;48核&＃xff09;中一般一个节点上跑80~100个容器即可。
• 监控 Docker 容器的使用&＃xff0c;性能以及其他各项指标。
• 增加实时威胁检测和事件响应功能。
• 使用中心和远程日志收集服务

1、容器最小化

• 如果仅在容器中运行必要的服务&＃xff0c;像 SSH 等服务是不能轻易开启去连接容器的。通常使用以下方式来进入容器。

docker exec -it 容器ID bash


2. Docker 远程 API 访问控制

Docker的远程调用 API 接口存在未授权访问漏洞&＃xff0c;至少应限制外网访问。建议使用 Socket 方式访问。
监听内网 ip&＃xff0c;docker daemon 启动方式如下。

临时更改
docker -d -H uninx:///var/run/docker.sock -H tcp://192.168.10.16:2375
或者永久更改
vim /usr/lib/systemd/system/docker.service
//注释之前的ExecStart&＃xff0c;添加下面的ExecStart
//开放本地监听地址和端口
ExecStart&＃61;/usr/bin/dockerd -H unix:///var/run/docker.sock -H tcp://192.168.10.16:2375


systemctl daemon-reload
systemctl restart docker//客户端操作实现远程调用
docker -H tcp://192.168.10.16 images


systemctl start firewalld//然后&＃xff0c;在宿主机的 firewalld 上做 IP 访问控制即可。&＃xff08;source address 是客户端地址&＃xff09;
firewall-cmd --permanent --add-rich-rule&＃61;"rule family&＃61;"ipv4" source address&＃61;"192.168.10.17" port protocol&＃61;"tcp" port&＃61;"2375" accept"
firewall-cmd --reload//客户端操作实现远程调用
docker -H tcp://192.168.10.16 images


3、限制流量流向

• 使用防火墙过滤器限制 Docker 容器的源 IP 地址范围与外界通讯。

firewall-cmd --permanent --zone&＃61;public --add-rich-rule&＃61;"rule family&＃61;"ipv4" source address&＃61;"192.168.10.0/24" reject"
firewall-cmd --reload


//查看firewalld规则列表
firewall-cmd --list-all//删除存在的规则
firewall-cmd --remove-rich-rule &＃39;rule family&＃61;"ipv4" source address&＃61;"192.168.10.0/24" reject&＃39;


4、镜像安全

• 一般情况下&＃xff0c;要确保只从受信任的库中获取镜像&＃xff0c;推荐使用 harbor 私有仓库。
• 如果公司使用的不是自己的镜像源&＃xff0c;需要使用 Docker 镜像安全扫描工具 Clair&＃xff0c;对下载的镜像进行检查。通过与通过与 CVE 数据库同步扫描镜像&＃xff0c;验证镜像的 md5 等特征值&＃xff0c;确认一致后再基于镜像进一步构建。一旦发现漏洞则通知用户处理&＃xff0c; 或者直接阻止镜像继续构建。

5、Docker-TLS加密通讯

• 为了防止链路劫持、会话劫持等问题导致 Docker 通信时被中间人攻击&＃xff0c;c/s 两端应该通过 TLS 加密方式通讯。

• 通过在服务端上创建tls密钥证书&＃xff0c;再下发给客户端&＃xff0c;客户端通过私钥访问容器&＃xff0c;这样就保证的docker通讯的安全性。

• 首先创建ca证书&＃xff0c;ca证书只是一个官方认证的证书&＃xff0c;接下来要创建server、client节点的证书。

  • 此时创建证书有三步&＃xff1a;
    &＃xff08;1&＃xff09;设置私钥&＃xff0c;确保安全加密
    &＃xff08;2&＃xff09;使用私钥签名&＃xff0c;确保身份真实不可抵赖
    &＃xff08;3&＃xff09;使用ca证书制作证书

&＃xff08;1&＃xff09;什么叫做秘钥

• 对称秘钥&＃xff08;AES、DES、3DES&＃xff09; 相对于家里的锁和对应的钥匙
  • 效率高&＃xff0c;但不安全
• 非对称秘钥&＃xff08;rsa&＃xff0c;公钥-私钥&＃xff09;相当于古代的虎符&＃xff0c;不能从私钥推导出公钥
  • 效率不高&＃xff08;需要加密&＃xff0c;转换慢&＃xff09;

&＃xff08;2&＃xff09;什么叫签名

• 签名就是身份信息
  • 比如&＃xff1a;使用支付宝转账时&＃xff0c;谁转给了商家&＃xff0c;转账的谁就是签名

&＃xff08;3&＃xff09;什么是hash值

• Hash算法是一个广义的算法&＃xff0c;在这里做数字签名来保障数据传递的安全性&＃xff0c;如何确保数据的安全性&＃xff0c;通过hash值对比确定数据完整性和安全性。

&＃xff08;4&＃xff09;证书

• 证书格式&＃xff1a;x509&＃xff08;国际标准&＃xff09;&＃xff0c;需要机构CA颁发
  CA&＃xff1a;电子认证服务&＃xff0c;证书颁发机构&＃xff0c;是受信任的第三方&＃xff0c;承担公钥体系中的公钥的合法性建议的责任。

• 首先CA先颁发ca证书&＃xff0c;然后用证书和相关信息找CA颁发server证书、client证书&＃xff0c;cilent证书要推送给client

&＃xff08;5&＃xff09;通讯加密

• 为了防止链路劫持、会话劫持等问题导致 Docker 通信时被中间人攻击&＃xff0c;c/s 两端应该通过加密方式通讯。
  server&＃xff1a;192.168.10.16
  准备环境

hostnamectl set-hostname server
sumkdir /tls
cd /tlsvim /etc/hosts
127.0.0.1 server


生成ca密钥

//创建ca密钥
openssl genrsa -aes256 -out ca-key.pem 4096相关参数:
genrsa 使用RSA算法产生私钥
-aes256 使用256位密钥的AES算法对私钥进行加密
-out 输出文件的路径
4096 秘钥的长度


生成ca证书

//创建ca证书&＃xff1b;
openssl req -new -x509 -days 1000 -key ca-key.pem -sha256 -subj "/CN&＃61;*" -out ca.pem相关参数:
req 请求证书
-new 新证书签发请求
-x509 生成x509格式证书
-days 证书有效期1000天
-key 指定私钥路径
-subj subject的缩写,可以认为是主题、项目等


生成服务器私钥

openssl genrsa -out server-key.pem 4096


生成服务器证书

//生成服务器签名文件&＃xff0c;用于生成服务器证书
openssl req -subj "/CN&＃61;*" -sha256 -new -key server-key.pem -out server.csr
//使用ca证书与私钥证书签名&＃xff0c;输入000000&＃xff1b;
openssl x509 -req -days 1000 -sha256 -in server.csr -CA ca.pem -CAkey ca-key.pem -CAcreateserial -out server-cert.pem相关参数:
-in 指定输入的证书、秘钥等文件
-CAcreateserial 表示创建证书序列号文件&＃xff08;默认为ca.srl&＃xff09;


生成客户端密钥

openssl genrsa -out key.pem 4096


生成客户端证书

//签名客户端
openssl req -subj "/CN&＃61;client" -new -key key.pem -out client.csr
//创建配置文件&＃xff1b;认证方式使用客户端认证
echo extendedKeyUsage&＃61;clientAuth > extfile.cnf
//签名证书&＃xff0c;输入abc123&＃xff0c;需要&＃xff08;签名客户端&＃xff0c;ca证书&＃xff0c;ca密钥&＃xff09;
openssl x509 -req -days 1000 -sha256 -in client.csr -CA ca.pem -CAkey ca-key.pem -CAcreateserial -out cert.pem -extfile extfile.cnf相关参数:
-extfile 添加扩展文件


删除多余文件

rm -rf ca.srl client.csr extfile.cnf server.csr


配置docker&＃xff0c;指定tls证书的路径、开放的端口、通信的进程等

vim /lib/systemd/system/docker.service
ExecStart&＃61;/usr/bin/dockerd --tlsverify --tlscacert&＃61;/tls/ca.pem --tlscert&＃61;/tls/server-cert.pem --tlskey&＃61;/tls/server-key.pem -H tcp://0.0.0.0:2376 -H unix:///var/run/docker.socksystemctl daemon-reload
systemctl restart docker


将 /tls/ca.pem /tls/cert.pem /tls/key.pem 三个文件复制到另一台主机

scp ca.pem root&＃64;192.168.10.17:/etc/docker/
scp cert.pem root&＃64;192.168.10.17:/etc/docker/
scp key.pem root&＃64;192.168.10.17:/etc/docker/


本地验证

docker --tlsverify --tlscacert&＃61;ca.pem --tlscert&＃61;cert.pem --tlskey&＃61;key.pem -H tcp://server:2376 images
docker pull nginx


client&＃xff1a;192.168.10.17

hostnamectl set-hostname client
suecho &＃39;192.168.10.16 server&＃39; >> /etc/hosts
或
vim /etc/hosts
192.168.10.16 servercd /etc/docker
docker --tlsverify --tlscacert&＃61;ca.pem --tlscert&＃61;cert.pem --tlskey&＃61;key.pem -H tcp://server:2376 images