Best Practices per la Gestione di Segreti e Dati Sensibili nei Cluster Kubernetes

Kubernetes è la spina dorsale delle moderne applicazioni cloud-native, automatizzando il deployment, lo scaling e la gestione. Tuttavia, questo potente livello di orchestrazione richiede un'attenzione meticolosa alla sicurezza, specialmente per quanto riguarda dati sensibili come credenziali, chiavi API e certificati privati. La cattiva gestione di questi elementi può portare a violazioni catastrofiche, anche all'interno di un'architettura di cluster altrimenti sicura. Questo articolo serve come guida per implementare solide pratiche di sicurezza per la gestione dei Segreti e dei dati di configurazione sensibili all'interno dei vostri ambienti Kubernetes.

Esploreremo le funzionalità native di Kubernetes, le migliori strategie di crittografia e i modelli operativi critici progettati per minimizzare il rischio di esposizione dei vostri asset più preziosi.

Comprensione dei Segreti Kubernetes: Il Meccanismo di Default

Kubernetes introduce l'oggetto Secret, specificamente progettato per contenere informazioni sensibili. Sebbene utile, è fondamentale comprenderne i limiti e il comportamento di default per quanto riguarda la sicurezza.

Comportamento di Default e Avvertenze

Per impostazione predefinita, i Segreti Kubernetes non sono crittografati a riposo all'interno di etcd, lo storage di backup del cluster per tutti i dati di configurazione. Sono semplicemente codificati in Base64, il che non offre alcuna crittografia effettiva. Chiunque abbia accesso al datastore etcd (ad esempio, amministratori del cluster, nodi compromessi) può facilmente decodificare questi valori.

Attenzione: Non fare mai affidamento esclusivamente sull'oggetto Secret di Kubernetes di default per dati altamente sensibili senza applicare misure di crittografia.

Codifica Base64 vs. Crittografia

È una concezione errata comune che la codifica Base64 fornisca sicurezza. Base64 è uno schema di codifica, non uno schema di crittografia. È facilmente reversibile:

# Esempio di decodifica di un valore Secret di Kubernetes
echo 'c3VwZXItc2VjcmV0Cg==' | base64 -d
# Output: super-secret

Livello 1: Protezione dei Segreti a Riposo (Crittografia etcd)

Il passo più fondamentale per proteggere i Segreti è assicurarsi che siano crittografati a livello di storage (etcd). Ciò protegge i dati anche se il database sottostante viene accessato direttamente.

Abilitazione della Crittografia a Riposo

La crittografia a riposo viene configurata tramite il server API di Kubernetes utilizzando un oggetto EncryptionConfiguration. Questa configurazione specifica quali provider devono essere utilizzati per crittografare vari tipi di dati archiviati in etcd, inclusi secrets.

Componenti Chiave della Configurazione di Crittografia:

1. kind: EncryptionConfiguration: Dichiara il tipo di risorsa.
2. resources: Specifica quali risorse API devono essere crittografate.
3. providers: Definisce il meccanismo di crittografia. I provider comuni includono aescbc, aesgcm e provider KMS (come AWS KMS o GCP KMS).

Best Practice: Utilizzare un provider robusto come aesgcm se si utilizza una chiave statica, o idealmente, integrarsi con un servizio di gestione delle chiavi (KMS) gestito, accessibile solo dal server API.

Livello 2: Protezione dei Segreti in Transito e in Uso

Mentre la crittografia etcd risolve il problema 'a riposo', i Segreti vengono comunque decrittografati dal Kubelet quando montati in un Pod. Dobbiamo controllare come e dove questi segreti appaiono.

Strategia 1: Montaggio di Segreti tramite Volume

Il modo standard per iniettare dati Secret in un container è montarlo come volume (spesso risultando in un file nel filesystem del container).

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: secure-app
spec:
  containers:
  - name: my-container
    image: nginx
    volumeMounts:
    - name: secret-volume
      mountPath: "/etc/config/db"
      readOnly: true
  volumes:
  - name: secret-volume
    secret:
      secretName: my-sensitive-secret

Considerazione di Sicurezza: Se un container si arresta in modo anomalo o genera un core dump, il file segreto potrebbe persistere sul disco del nodo. Utilizzare readOnly: true e assicurarsi che il runtime del container non lasci artefatti.

Strategia 2: Variabili d'Ambiente (Sconsigliato per Alta Sensibilità)

Sebbene comodo, l'utilizzo di variabili d'ambiente provenienti da Segreti è generalmente sconsigliato per segreti di alto valore. Le variabili d'ambiente possono essere facilmente divulgate tramite:

• Log del container generati da applicazioni mal configurate.
• Lettura di /proc/1/environ dall'interno del container o da altri container privilegiati.
• Strumenti di ispezione dei container.

Utilizzare variabili d'ambiente solo per dati di configurazione a bassa sensibilità, se proprio è necessario usarle.

Livello 3: Gestione Avanzata con Storage Esterni per Segreti

Il modello più sicuro prevede di mantenere i dati sensibili completamente al di fuori del piano di controllo di Kubernetes (etcd) e di recuperarli dinamicamente a runtime utilizzando strumenti specializzati.

Utilizzo di External Secrets Operators

Gli External Secrets Operators colmano il divario tra un segreto archiviato in modo sicuro in un vault dedicato (come HashiCorp Vault, AWS Secrets Manager, Azure Key Vault) e l'oggetto Secret nativo di Kubernetes.

1. Archiviazione: Il segreto effettivo risiede solo nel vault esterno.
2. Sincronizzazione/Iniezione: Un operator osserva una risorsa personalizzata (come ExternalSecret) e recupera i dati dal vault.
3. Creazione: L'operator crea quindi un oggetto Secret standard di Kubernetes localmente, che può poi essere montato nei Pod.

Beneficio: Se il cluster Kubernetes viene compromesso, l'attaccante ottiene accesso solo al Secret locale generato dinamicamente e a tempo limitato, non alle credenziali master archiviate nel vault.

Utilizzo di Secrets Store CSI Driver

Per le applicazioni che necessitano di accesso diretto ed effimero, senza archiviare affatto il segreto localmente in etcd, il Secrets Store CSI Driver è la scelta migliore.

• Il driver sfrutta un provider (ad esempio, provider Vault, provider Azure).
• Monta il segreto direttamente dallo store esterno nel filesystem del Pod come volume temporaneo, bypassando la necessità di scrivere mai i dati del segreto in etcd.

Ciò offre il massimo livello di sicurezza eliminando completamente il segreto dal database etcd.

Best Practice Operative per la Gestione dei Segreti

Oltre ai meccanismi tecnici di archiviazione, l'igiene operativa è cruciale per mantenere una postura di sicurezza.

1. Principio del Minimo Privilegio (PoLP)

Assicurarsi che l'Account di Servizio associato a un Pod abbia solo i permessi per leggere il Segreto specifico di cui ha bisogno, e nessun altro. Utilizzare il Controllo degli Accessi Basato sui Ruoli (RBAC) per definire in modo rigoroso i permessi.

2. Rotazione Frequente dei Segreti

Implementare programmi di rotazione automatizzati per tutte le credenziali. Segreti a lunga durata aumentano la finestra di opportunità di compromissione. Gli strumenti integrati con vault esterni spesso gestiscono questa rotazione automaticamente.

3. Audit e Monitoraggio degli Accessi

Configurare il logging di audit per tracciare chi legge o modifica gli oggetti Secret. Gli strumenti che si integrano con vault esterni (come Vault Agents o CSI drivers) dovrebbero anche registrare i tentativi di accesso allo store esterno.

4. Non Inserire Mai Segreti in Git

Questa è una regola fondamentale. Non archiviare mai segreti grezzi o anche solo codificati in Base64 in repository Git, nemmeno quelli privati. Utilizzare strumenti come git-secrets o strumenti di templating per la gestione della configurazione (come Helm o Kustomize) combinati con meccanismi di iniezione di segreti esterni per gestire i manifest di deployment.

Esempio con Kustomize (Riferimento Esterno):

Quando si utilizza il templating, si potrebbero usare placeholder nei file dei manifest e fare affidamento su un passaggio di build o una pipeline CI/CD per iniettare i valori effettivi dei segreti recuperati in modo sicuro da un vault prima di applicare lo YAML al cluster.

Tabella Riassuntiva delle Strategie di Gestione

Strategia	Livello di Sicurezza	Esposizione Etcd?	Complessità	Ideale per
Segreto K8s di Default (Nessuna crittografia etcd)	Molto Basso	Sì (Testo in chiaro)	Basso	Solo test temporanei
Segreto K8s con Crittografia etcd	Medio	Sì (Crittografato)	Medio	Dati di configurazione generali
External Secrets Operator	Alto	Sì (Segreto gestito dall'operator)	Alto	Standardizzazione della gestione dei segreti
Secrets Store CSI Driver	Altissimo	No (Montaggio Diretto)	Alto	Credenziali e token altamente sensibili

Adottando un approccio a strati—iniziando con la crittografia etcd e passando all'integrazione con vault esterni utilizzando moderni driver CSI—le organizzazioni possono rafforzare significativamente i loro cluster Kubernetes contro l'esposizione dei segreti.