Melhores Práticas para Gerenciar Segredos (Secrets) e Dados Sensíveis em Clusters Kubernetes

O Kubernetes é a espinha dorsal das aplicações nativas da nuvem modernas, automatizando a implantação, o dimensionamento e o gerenciamento. No entanto, essa poderosa camada de orquestração exige atenção meticulosa à segurança, especialmente em relação a dados sensíveis, como credenciais, chaves de API e certificados privados. O manuseio inadequado desses elementos pode levar a violações catastróficas, mesmo dentro de uma arquitetura de cluster que seja segura em outros aspectos. Este artigo serve como um guia para implementar práticas de segurança robustas para o gerenciamento de Secrets e dados de configuração sensíveis em seus ambientes Kubernetes.

Exploraremos recursos nativos do Kubernetes, as melhores estratégias de criptografia e padrões operacionais críticos projetados para minimizar o risco de exposição dos seus ativos mais valiosos.

Entendendo os Secrets do Kubernetes: O Mecanismo Padrão

O Kubernetes introduz o objeto Secret, especificamente projetado para armazenar informações sensíveis. Embora seja útil, é crucial entender suas limitações e o comportamento padrão em relação à segurança.

Comportamento Padrão e Advertências

Por padrão, os Secrets do Kubernetes não são criptografados em repouso dentro do etcd, o armazenamento de apoio do cluster para todos os dados de configuração. Eles são meramente codificados em Base64, o que não oferece nenhuma criptografia real. Qualquer pessoa com acesso ao armazenamento de dados etcd (por exemplo, administradores de cluster, nós comprometidos) pode decodificar facilmente esses valores.

Aviso: Nunca dependa apenas do objeto Secret padrão do Kubernetes para dados altamente sensíveis sem aplicar medidas de criptografia.

Codificação Base64 vs. Criptografia

É um equívoco comum pensar que a codificação Base64 fornece segurança. Base64 é um esquema de codificação, não um esquema de criptografia. É facilmente reversível:

# Exemplo de decodificação de um valor Secret do Kubernetes
echo 'c3VwZXItc2VjcmV0Cg==' | base64 -d
# Output: super-secret

Camada 1: Protegendo Secrets em Repouso (Criptografia etcd)

O passo mais fundamental para proteger Secrets é garantir que eles sejam criptografados na camada de armazenamento (etcd). Isso protege os dados mesmo que o banco de dados subjacente seja acessado diretamente.

Habilitando a Criptografia em Repouso

A Criptografia em Repouso é configurada através do servidor API do Kubernetes usando um objeto EncryptionConfiguration. Essa configuração especifica quais provedores devem ser usados para criptografar vários tipos de dados armazenados no etcd, incluindo secrets.

Componentes Chave da Configuração de Criptografia:

1. kind: EncryptionConfiguration: Declara o tipo de recurso.
2. resources: Especifica quais recursos de API devem ser criptografados.
3. providers: Define o mecanismo de criptografia. Provedores comuns incluem aescbc, aesgcm e provedores KMS (como AWS KMS ou GCP KMS).

Melhor Prática: Utilize um provedor forte como aesgcm se estiver usando uma chave estática ou, idealmente, integre-se a um Key Management Service (KMS) gerenciado acessível apenas pelo servidor API.

Camada 2: Protegendo Secrets em Trânsito e em Uso

Embora a criptografia etcd resolva o problema 'em repouso', os Secrets ainda são descriptografados pelo Kubelet quando montados em um Pod. Devemos controlar como e onde esses secrets aparecem.

Estratégia 1: Montagem de Secrets como Volume

A maneira padrão de injetar dados de Secret em um contêiner é montando-o como um volume (o que frequentemente resulta em um arquivo no sistema de arquivos do contêiner).

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

Consideração de Segurança: Se um contêiner travar ou gerar um despejo de memória (core dump), o arquivo do secret pode persistir no disco do nó. Use readOnly: true e garanta que o tempo de execução do contêiner não deixe artefatos.

Estratégia 2: Variáveis de Ambiente (Desaconselhável para Alta Sensibilidade)

Embora conveniente, o uso de variáveis de ambiente originadas de Secrets é geralmente desaconselhado para secrets de alto valor. As variáveis de ambiente podem vazar facilmente através de:

• Logs de contêiner gerados por aplicações mal configuradas.
• Leitura de /proc/1/environ de dentro do contêiner ou de outros contêineres privilegiados.
• Ferramentas de inspeção de contêiner.

Use variáveis de ambiente apenas para dados de configuração de baixa sensibilidade, se for estritamente necessário.

Camada 3: Gerenciamento Avançado com Armazenamentos Externos de Secrets

O padrão mais seguro envolve manter os dados sensíveis inteiramente fora do plano de controle do Kubernetes (etcd) e recuperá-los dinamicamente em tempo de execução usando ferramentas especializadas.

Usando Operadores de Secrets Externos (External Secrets Operators)

Os Operadores de Secrets Externos preenchem a lacuna entre um secret armazenado de forma segura em um cofre dedicado (como HashiCorp Vault, AWS Secrets Manager, Azure Key Vault) e o objeto Secret nativo do Kubernetes.

1. Armazenamento: O secret real reside apenas no cofre externo.
2. Sincronização/Injeção: Um operador monitora um recurso personalizado (como ExternalSecret) e busca os dados do cofre.
3. Criação: O operador então cria um objeto Secret padrão do Kubernetes localmente, que pode ser montado nos Pods.

Benefício: Se o cluster Kubernetes for comprometido, o invasor obtém acesso apenas ao Secret local gerado dinamicamente e com tempo limitado, e não às credenciais mestras armazenadas no cofre.

Usando o Driver CSI de Armazenamento de Secrets (Secrets Store CSI Driver)

Para aplicações que necessitam de acesso direto e efêmero sem armazenar o secret localmente no etcd, o Secrets Store CSI Driver é a escolha superior.

• O driver utiliza um provedor (por exemplo, provedor Vault, provedor Azure).
• Ele monta o secret diretamente do armazenamento externo no sistema de arquivos do Pod como um volume temporário, eliminando a necessidade de escrever os dados do secret no etcd.

Isso oferece o mais alto nível de segurança, eliminando o secret inteiramente do banco de dados etcd.

Melhores Práticas Operacionais para Gerenciamento de Secrets

Além dos mecanismos técnicos de armazenamento, a higiene operacional é crucial para manter uma postura segura.

1. Princípio do Mínimo Privilégio (PoLP)

Garanta que a Conta de Serviço (Service Account) associada a um Pod tenha permissões apenas para ler o Secret específico de que necessita, e nenhum outro. Use Controle de Acesso Baseado em Função (RBAC) para restringir rigorosamente as permissões.

2. Rotacione Secrets Frequentemente

Implemente cronogramas de rotação automatizada para todas as credenciais. Secrets de vida longa aumentam a janela de oportunidade para comprometimento. Ferramentas integradas a cofres externos geralmente lidam com essa rotação automaticamente.

3. Audite e Monitore o Acesso

Configure o registro de auditoria para rastrear quem lê ou modifica objetos Secret. Ferramentas que se integram a cofres externos (como Vault Agents ou drivers CSI) também devem registrar as tentativas de acesso ao armazenamento externo.

4. Nunca Envie Secrets para o Git

Esta é uma regra fundamental. Nunca armazene secrets brutos ou mesmo codificados em Base64 em repositórios Git, mesmo que sejam privados. Use ferramentas como git-secrets ou ferramentas de template de gerenciamento de configuração (como Helm ou Kustomize) combinadas com mecanismos externos de injeção de secrets para gerenciar manifestos de implantação.

Exemplo usando Kustomize (Referência Externa):

Ao usar templates, você pode usar espaços reservados em seus arquivos de manifesto e confiar em uma etapa de compilação ou pipeline de CI/CD para injetar os valores reais do secret recuperados de forma segura de um cofre antes de aplicar o YAML ao cluster.

Tabela Resumo das Estratégias de Gerenciamento

Estratégia	Nível de Segurança	Exposição no Etcd?	Complexidade	Melhor Para
Secret K8s Padrão (Sem criptografia etcd)	Muito Baixo	Sim (Texto Simples)	Baixa	Apenas testes temporários
Secret K8s com Criptografia etcd	Médio	Sim (Criptografado)	Média	Dados de configuração gerais
Operador de Secrets Externos	Alta	Sim (Secret gerenciado pelo Operador)	Alta	Padronização do gerenciamento de secrets
Secrets Store CSI Driver	Mais Alto	Não (Montagem Direta)	Alta	Credenciais e tokens altamente sensíveis

Ao adotar uma abordagem em camadas — começando com a criptografia etcd e avançando para a integração de cofre externo usando drivers CSI modernos — as organizações podem proteger significativamente seus clusters Kubernetes contra a exposição de secrets.