Kubernetes 클러스터에서 Secret 및 민감 데이터 관리 모범 사례

Kubernetes는 배포, 확장, 관리를 자동화하는 현대 클라우드 네이티브 애플리케이션의 핵심입니다. 그러나 이 강력한 오케스트레이션 계층은 보안, 특히 자격 증명, API 키, 개인 인증서와 같은 민감한 데이터에 대해 세심한 주의를 기울여야 합니다. 이러한 요소를 잘못 처리하면, 다른 부분이 안전하게 설계된 클러스터 아키텍처 내에서도 치명적인 침해로 이어질 수 있습니다. 이 문서는 Kubernetes 환경 내에서 Secret 및 민감한 구성 데이터를 관리하기 위한 강력한 보안 관행을 구현하는 가이드 역할을 합니다.

가장 중요한 자산의 노출 위험을 최소화하도록 설계된 네이티브 Kubernetes 기능, 최고 수준의 암호화 전략, 그리고 중요한 운영 패턴을 살펴보겠습니다.

Kubernetes Secret 이해: 기본 메커니즘

Kubernetes는 민감한 정보를 담기 위해 특별히 설계된 Secret 객체를 도입합니다. 유용하기는 하지만, 보안과 관련하여 이 객체의 한계와 기본 동작을 이해하는 것이 중요합니다.

기본 동작 및 주의사항

기본적으로 Kubernetes Secret은 클러스터의 모든 구성 데이터에 대한 백킹 저장소인 etcd 내에서 저장 시 암호화되지 않습니다(not encrypted at rest). 이는 단지 Base64로 인코딩되어 있을 뿐이며, 실제 암호화를 제공하지 않습니다. etcd 데이터 저장소에 접근 권한이 있는 누구라도(예: 클러스터 관리자, 손상된 노드) 이 값을 쉽게 디코딩할 수 있습니다.

경고: 암호화 조치를 적용하지 않고 기본 Kubernetes Secret 객체에만 의존하여 매우 민감한 데이터를 저장해서는 안 됩니다.

Base64 인코딩 vs. 암호화

Base64 인코딩이 보안을 제공한다는 것은 흔한 오해입니다. Base64는 인코딩 방식이지 암호화 방식이 아닙니다. 이는 쉽게 역변환이 가능합니다.

# Kubernetes Secret 값을 디코딩하는 예시
echo 'c3VwZXItc2VjcmV0Cg==' | base64 -d
# 출력: super-secret

계층 1: 저장된 Secret 보호 (etcd 암호화)

Secret을 보호하는 가장 기본적인 단계는 저장 계층(etcd)에서 Secret이 암호화되도록 보장하는 것입니다. 이는 기본 데이터베이스에 직접 접근하더라도 데이터를 보호합니다.

저장 시 암호화 활성화

저장 시 암호화(Encryption at rest)는 EncryptionConfiguration 객체를 사용하여 Kubernetes API 서버를 통해 구성됩니다. 이 구성은 secrets를 포함하여 etcd에 저장된 다양한 유형의 데이터를 암호화하는 데 사용해야 하는 공급자를 지정합니다.

암호화 구성의 주요 구성 요소:

kind: EncryptionConfiguration: 리소스 유형을 선언합니다.
resources: 암호화해야 하는 API 리소스를 지정합니다.
providers: 암호화 메커니즘을 정의합니다. 일반적인 공급자로는 aescbc, aesgcm, 그리고 KMS 공급자(예: AWS KMS 또는 GCP KMS)가 있습니다.

모범 사례: 정적 키를 사용하는 경우 aesgcm과 같은 강력한 공급자를 활용하거나, 이상적으로는 API 서버만 접근 가능한 관리형 키 관리 서비스(KMS)와 통합하십시오.

계층 2: 전송 및 사용 중인 Secret 보호

etcd 암호화는 '저장 시(at rest)' 문제를 해결하지만, Secret은 Pod에 마운트될 때 Kubelet에 의해 여전히 복호화됩니다. 우리는 이 Secret이 어떻게 그리고 어디에 나타나는지 제어해야 합니다.

전략 1: 볼륨 마운팅 Secret

컨테이너에 Secret 데이터를 주입하는 표준적인 방법은 볼륨으로 마운트하는 것입니다 (이는 종종 컨테이너 파일 시스템 내의 파일로 나타납니다).

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

보안 고려 사항: 컨테이너가 충돌하거나 코어 덤프를 생성하는 경우, Secret 파일이 노드의 디스크에 남아 있을 수 있습니다. readOnly: true를 사용하고 컨테이너 런타임이 아티팩트를 남기지 않도록 하십시오.

전략 2: 환경 변수 (고민감도 데이터에는 권장되지 않음)

편리하지만, Secret에서 가져온 환경 변수를 사용하는 것은 높은 가치의 Secret에는 일반적으로 권장되지 않습니다. 환경 변수는 다음을 통해 쉽게 유출될 수 있습니다.

잘못 구성된 애플리케이션이 생성한 컨테이너 로그.
컨테이너 내부 또는 기타 권한 있는 컨테이너에서 /proc/1/environ을 읽는 행위.
컨테이너 검사 도구.

환경 변수는 꼭 사용해야 하는 경우에만 민감도가 낮은 구성 데이터에만 사용하십시오.

계층 3: 외부 Secret 저장소를 사용한 고급 관리

가장 안전한 패턴은 민감한 데이터를 Kubernetes 컨트롤 플레인(etcd) 외부에 완전히 보관하고, 전문화된 도구를 사용하여 런타임 시 동적으로 검색하는 것입니다.

외부 Secret Operator 사용

외부 Secret Operator는 전용 볼트(예: HashiCorp Vault, AWS Secrets Manager, Azure Key Vault)에 안전하게 저장된 Secret과 네이티브 Kubernetes Secret 객체 사이의 격차를 해소합니다.

저장: 실제 Secret은 외부 볼트에만 존재합니다.
동기화/주입: Operator는 사용자 정의 리소스(예: ExternalSecret)를 감시하고 볼트에서 데이터를 가져옵니다.
생성: 그런 다음 Operator는 로컬에 표준 Kubernetes Secret 객체를 생성하며, 이를 Pod에 마운트할 수 있습니다.

이점: Kubernetes 클러스터가 침해되더라도 공격자는 볼트에 저장된 마스터 자격 증명이 아닌, 동적으로 생성된 시간 제한이 있는 로컬 Secret에만 접근할 수 있습니다.

Secrets Store CSI Driver 사용

Secret을 로컬 etcd에 전혀 저장하지 않고 애플리케이션이 직접적이고 임시적인 접근을 필요로 하는 경우, Secrets Store CSI Driver가 더 우수한 선택입니다.

이 드라이버는 공급자(예: Vault 공급자, Azure 공급자)를 활용합니다.
Secret 데이터는 etcd에 기록될 필요 없이 외부 저장소에서 직접 Pod의 파일 시스템으로 임시 볼륨으로 마운트됩니다.

이는 etcd 데이터베이스에서 Secret을 완전히 제거함으로써 최고 수준의 보안을 제공합니다.

Secret 관리 운영 모범 사례

기술적인 저장 메커니즘 외에도, 보안 태세를 유지하기 위해서는 운영상의 위생(operational hygiene)이 중요합니다.

1. 최소 권한의 원칙 (PoLP)

Pod와 연결된 서비스 계정(Service Account)이 자신이 필요한 특정 Secret을 읽을 수 있는 권한만 가지고, 다른 Secret에 대한 권한은 갖지 않도록 보장하십시오. 역할 기반 접근 제어(RBAC)를 사용하여 권한 범위를 엄격하게 제한하십시오.

2. Secret을 자주 교체

모든 자격 증명에 대해 자동화된 교체 일정을 구현하십시오. 수명이 긴 Secret은 침해 기회의 창을 넓힙니다. 외부 볼트와 통합된 도구는 종종 이 교체를 자동으로 처리합니다.

3. 접근 감사 및 모니터링

누가 Secret 객체를 읽거나 수정하는지 추적하도록 감사 로깅을 구성하십시오. 외부 볼트와 통합되는 도구(예: Vault Agent 또는 CSI 드라이버) 역시 외부 저장소에 대한 접근 시도를 기록해야 합니다.

4. Secret을 Git에 커밋하지 마십시오

이것은 기본적인 규칙입니다. 원본 또는 Base64로 인코딩된 Secret이라도, 비공개 리포지토리라도 Git 리포지토리에 저장해서는 안 됩니다. git-secrets와 같은 도구나, 외부 Secret 주입 메커니즘과 결합된 구성 관리 템플릿 도구(예: Helm 또는 Kustomize)를 사용하여 배포 매니페스트를 관리하십시오.

Kustomize 사용 예시 (외부 참조):

템플릿을 사용할 때, 매니페스트 파일에 플레이스홀더를 사용하고, YAML을 클러스터에 적용하기 전에 볼트에서 안전하게 검색된 실제 Secret 값을 주입하기 위해 빌드 단계나 CI/CD 파이프라인에 의존할 수 있습니다.

관리 전략 요약표

전략	보안 수준	etcd 노출 여부?	복잡성	가장 적합한 용도
기본 K8s Secret (etcd 암호화 없음)	매우 낮음	예 (평문)	낮음	임시 테스트 전용
etcd 암호화를 사용한 K8s Secret	중간	예 (암호화됨)	중간	일반 구성 데이터
외부 Secret Operator	높음	예 (Operator 관리 Secret)	높음	Secret 관리 표준화
Secrets Store CSI Driver	최고	아니오 (직접 마운트)	높음	고민감도 자격 증명 및 토큰

etcd 암호화부터 시작하여 최신 CSI 드라이버를 사용하는 외부 볼트 통합으로 나아가는 계층화된 접근 방식을 채택함으로써, 조직은 Secret 노출에 대비하여 Kubernetes 클러스터를 크게 강화할 수 있습니다.