关于docker安全之Docker-TLS加密通讯问题

时间:2021-08-29 13:22:56
一、docker存在的安全问题

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。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,Docker用户最好将Docker升级为最新版本。

docker源码问题

Docker提供了Dockerhub,可以让用户上传创建的镜像,以便其他用户下载,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:
(1)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,那么环境从一开始就已经不安全了,后续更没有什么安全可言。

(2)镜像使用有漏洞的软件DockerHub上能下载的镜像里面,75%的镜像都安装了有漏洞的软件。所以下载镜像后,需要检查里面软件的版本信息,对应的版本是否存在漏洞,并及时更新打上补丁。

(3)中间人攻击篡改镜像镜像在传输过程中可能被篡改,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。

二、docker架构缺陷与安全机制

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

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,因此针对局域网的ARP欺骗、嗅探、广播风暴等攻击方式便可以用上。所以,在一个主机上部署多个容器需要合理的配置网络,设置iptable规则。

DDoS攻击耗尽资源

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

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,尽管Docker使用普通用户执行,在容器被入侵时,攻击者还可以利用内核漏洞跳到宿主机做更多的事情。

共享root用户权限

如果以root用户权限运行容器,容器内的root用户也就拥有了宿主机的root权限。

三、docker容器与虚拟机的区别

隔离与共享

虚拟机通过添加Hypervisor层,虚拟出网卡、内存、CPU等虚拟硬件,再在其上建立虚拟机,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,将文件系统、进程、设备、网络等资源进行隔离,再对权限、CPU资源等进行控制,最终让容器之间互不影响,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。

性能与损耗

与虚拟机相比,容器资源损耗要少。同样的宿主机下,能够建立容器的数量要比虚拟机多。但是,虚拟机的安全性要比容器稍好,要从虚拟机攻破到宿主机或其他虚拟机,需要先攻破Hypervisor层,这是极其困难的。而docker容器与宿主机共享内核、文件系统等资源,更有可能对其他容器、宿主机产生影响。

四、docker安全基线标准

下面从内核、主机、网络、镜像、容器以及其它等6个方面总结Docker安全基线标准。

内核级别

(1)及时更新内核。
(2)UserNameSpace(容器内的root权限在容器之外处于非高权限状态)。
(3)Cgroups(对资源的配额和度量)。
(4)SELiux/AppArmor/GRSEC(控制文件访问权限)。
(5)Capability(权限划分)。
(6)Seccomp(限定系统调用)。
(7)禁止将容器的命名空间与宿主机进程命名空间共享。

主机级别

(1)为容器创建独立分区。
(2)仅运行必要的服务。
(3)禁止将宿主机上敏感目录映射到容器。
(4)对Docker守护进程、相关文件和目录进行审计。
(5)设置适当的默认文件描述符数。

(文件描述符:内核(kernel)利用文件描述符(filedescriptor)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,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)

(6)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。
(7)周期性检查每个主机的容器清单,并清理不必要的容器。

网络级别

(1)通过iptables设定规则实现禁止或允许容器之间网络流量。
(2)允许Dokcer修改iptables。
(3)禁止将Docker绑定到其他IP/Port或者UnixSocket。
(4)禁止在容器上映射特权端口。
(5)容器上只开放所需要的端口。
(6)禁止在容器上使用主机网络模式。
(7)若宿主机有多个网卡,将容器进入流量绑定到特定的主机网卡上。

镜像级别

(1)创建本地镜像仓库服务器。
(2)镜像中软件都为最新版本。
(3)使用可信镜像文件,并通过安全通道下载。
(4)重新构建镜像而非对容器和镜像打补丁。
(5)合理管理镜像标签,及时移除不再使用的镜像。
(6)使用镜像扫描。
(7)使用镜像签名。

容器级别

(1)容器最小化,操作系统镜像最小集。
(2)容器以单一主进程的方式运行。
(3)禁止privileged标记使用特权容器。
(4)禁止在容器上运行ssh服务。
(5)以只读的方式挂载容器的根目录系统。
(6)明确定义属于容器的数据盘符。
(7)通过设置on-failure限制容器尝试重启的次数,容器反复重启容易丢失数据。
(8)限制在容器中可用的进程树,以防止forkbomb。

其它设置

(1)定期对宿主机系统及容器进行安全审计。
(2)使用最少资源和最低权限运行容器。
(3)避免在同一宿主机上部署大量容器,维持在一个能够管理的数量。
(4)监控Docker容器的使用,性能以及其他各项指标。
(5)增加实时威胁检测和事件响应功能。
(6)使用中心和远程日志收集服务

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,c/s两端应该通过加密方式通讯。

创建文件夹,修改主机名(方便后续使用)

[root@server1~]#mkdir/tls
[root@server1~]#cd/tls
[root@server1tls]#hostnamectlset-hostnamemaster
[root@server1tls]#bash
[root@mastertls]#

客户机添加:

[root@client~]#vim/etc/hosts

关于docker安全之Docker-TLS加密通讯问题

关于docker安全之Docker-TLS加密通讯问题

创建ca秘钥,设定秘钥密码

[root@mastertls]#opensslgenrsa-aes256-outca-key.pem4096
GeneratingRSAprivatekey,4096bitlongmodulus
...........................................++
...................................................................................................................................................................++
eis65537(0x10001)
Enterpassphraseforca-key.pem:
Verifying-Enterpassphraseforca-key.pem:

创建ca证书

[root@mastertls]#opensslreq-new-x509-days1000-keyca-key.pem-sha256-subj"/CN=liuwei"-outca.pem
Enterpassphraseforca-key.pem:###输入密码

创建服务器私钥

[root@mastertls]#opensslgenrsa-outserver-key.pem4096
GeneratingRSAprivatekey,4096bitlongmodulus
...............................++
................................++
eis65537(0x10001)

关于docker安全之Docker-TLS加密通讯问题

签名私钥

[root@mastertls]#opensslreq-subj"/CN=lw"-sha256-new-keyserver-key.pem-outserver.csr

使用ca证书与私钥证书签名,输入123456

[root@mastertls]#opensslx509-req-days1000-sha256-inserver.csr-CAca.pem-CAkeyca-key.pem-CAcreateserial-outserver-cert.pem
Signatureok
subject=/CN=lw
GettingCAPrivateKey
Enterpassphraseforca-key.pem:

关于docker安全之Docker-TLS加密通讯问题

关于docker安全之Docker-TLS加密通讯问题

生成客户端秘钥

[root@mastertls]#opensslgenrsa-outkey.pem4096

关于docker安全之Docker-TLS加密通讯问题

签名客户端

[root@mastertls]#opensslreq-subj"/CN=client"-new-keykey.pem-outclient.csr

创建配置文件

echoextendedKeyUsage=clientAuth>extfile.cnf

签名证书,输入123456,需要(签名客户端,ca证书,ca秘钥)

[root@mastertls]#opensslx509-req-days1000-sha256-inclient.csr-CAca.pem-CAkeyca-key.pem-CAcreateserial-outcert.pem-extfileextfile.cnf
Signatureok
subject=/CN=client
GettingCAPrivateKey
Enterpassphraseforca-key.pem:

关于docker安全之Docker-TLS加密通讯问题

修改docker的配置文件,并且重启服务

ExecStart=/usr/bin/dockerd--tlsverify--tlscacert=/tls/ca.pem--tlscert=/tls/server-cert.pem--tlskey=/tls/server-key.pem-Htcp://0.0.0.0:2388-Hunix:///var/run/docker.sock

关于docker安全之Docker-TLS加密通讯问题

重启docker

[root@mastertls]#systemctldaemon-reload
[root@mastertls]#systemctlrestartdocker

将/tls/ca.pem/tls/cert.pem/tls/key.pem三个文件复制到客户机

[root@mastertls]#scpca.pemroot@192.168.110.20:/etc/docker

关于docker安全之Docker-TLS加密通讯问题

[root@mastertls]#scpcert.pemroot@192.168.110.20:/etc/docker

关于docker安全之Docker-TLS加密通讯问题

[root@mastertls]#scpkey.pemroot@192.168.110.20:/etc/docker

关于docker安全之Docker-TLS加密通讯问题

当验证tls时,需要使用私钥自己设置的id,所以以上主机名均要修改成lw

关于docker安全之Docker-TLS加密通讯问题

本地验证

[root@lwtls]#docker--tlsverify--tlscacert=ca.pem--tlscert=cert.pem--tlskey=key.pem-Htcp://lw:2388version

关于docker安全之Docker-TLS加密通讯问题

下载NGINX镜像

[root@lwtls]#dockerpullnginx

部署客户端环境,验证TLS

进入/etc/docker这个目录

查看client端的docker版本

[root@clientdocker]#docker--tlsverify--tlscacert=ca.pem--tlscert=cert.pem--tlskey=key.pem-Htcp://lw:2388version

关于docker安全之Docker-TLS加密通讯问题

部署环境,验证tls

关于docker安全之Docker-TLS加密通讯问题

查看client端的images镜像

[root@clientdocker]#docker--tlsverify--tlscacert=ca.pem--tlscert=cert.pem--tlskey=key.pem-Htcp://lw:2388images

关于docker安全之Docker-TLS加密通讯问题

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