Основные рекомендации по RBAC для защиты ваших кластеров Kubernetes

Kubernetes стал фактическим стандартом для оркестрации контейнеров, позволяя организациям развертывать и масштабировать приложения с беспрецедентной эффективностью. Однако с большой силой приходит и большая ответственность, особенно когда речь идет о безопасности. Одним из наиболее важных механизмов безопасности в Kubernetes является управление доступом на основе ролей (Role-Based Access Control, RBAC), которое позволяет администраторам точно определить, кто и что может делать внутри кластера.

Эта статья посвящена фундаментальным концепциям RBAC в Kubernetes и описывает основные рекомендации по обеспечению безопасности ваших производственных сред. Мы рассмотрим, как обеспечить соблюдение принципа наименьших привилегий, проведем вас через создание, привязку и тщательное управление объектами Role и ClusterRole, чтобы минимизировать потенциальные уязвимости безопасности. Понимая и применяя эти стратегии, вы сможете значительно улучшить состояние безопасности ваших кластеров Kubernetes и защитить ваши ценные приложения и данные.

Понимание основ RBAC в Kubernetes

RBAC в Kubernetes — это механизм авторизации, который регулирует доступ к ресурсам Kubernetes на основе ролей отдельных пользователей или учетных записей служб. Это критически важный уровень защиты, гарантирующий, что только авторизованные сущности могут выполнять определенные действия с определенными ресурсами.

По своей сути RBAC опирается на четыре основных типа объектов Kubernetes:

• Role: Role (Роль) — это набор разрешений, который применяется внутри определенного пространства имен (namespace). Он определяет, какие действия (глаголы, такие как get, list, create, update, delete) могут быть выполнены с какими ресурсами (например, pods, deployments, services, secrets). Например, Role может предоставить разрешение на чтение pods и deployments в пространстве имен development.
• ClusterRole: Аналогичен Role, но ClusterRole (Кластерная роль) определяет разрешения, которые применяются ко всему кластеру или к ресурсам, не привязанным к пространствам имен (например, nodes, persistentvolumes). ClusterRole также может определять разрешения для ресурсов в пространстве имен поперек всех пространств имен. Например, ClusterRole может разрешать просмотр списка всех nodes в кластере.
• RoleBinding: RoleBinding (Привязка роли) предоставляет разрешения, определенные в Role (или ClusterRole, примененной к пространству имен), пользователю, группе или учетной записи службы. Он всегда действует внутри определенного пространства имен.
• ClusterRoleBinding: ClusterRoleBinding (Кластерная привязка роли) предоставляет разрешения, определенные в ClusterRole, пользователю, группе или учетной записи службы, применяя эти разрешения ко всему кластеру.

Вместе эти объекты позволяют администраторам создавать надежную и детализированную систему контроля доступа. Когда пользователь или приложение (представленное учетной записью службы) пытается выполнить действие, Kubernetes оценивает существующие RoleBindings и ClusterRoleBindings, чтобы определить, разрешено ли запрошенное действие.

Реализация принципа наименьших привилегий с помощью RBAC

Центральным принципом информационной безопасности является Принцип наименьших привилегий (PoLP). Этот принцип диктует, что пользователю, программе или процессу должен быть предоставлен только минимальный набор разрешений, необходимых для выполнения его работы. В Kubernetes соблюдение PoLP имеет первостепенное значение для безопасности. Излишне широкие роли являются распространенным вектором атаки, поскольку они позволяют злоумышленнику, скомпрометировавшему одну учетную запись, получить гораздо более широкий доступ, чем предполагалось.

Определение детализированных разрешений

При разработке политик RBAC думайте о точных действиях и необходимых ресурсах:

• Глаголы (Verbs): Вместо предоставления * (все глаголы), точно указывайте, какие действия необходимы (get, list, watch, create, update, delete, patch, exec).
• Ресурсы (Resources): Будьте конкретны в отношении ресурсов (pods, deployments, secrets, configmaps). Избегайте предоставления доступа к * для ресурсов, если это не является абсолютно необходимым и обоснованным для административных ролей.
• Имена ресурсов (Resource Names): Для очень конфиденциальных ресурсов, таких как secrets, вы можете даже ограничить доступ к определенным resourceNames в рамках типа ресурса.
• Группы API (API Groups): Большинство ресурсов Kubernetes принадлежат к группе API (например, apps, rbac.authorization.k8s.io, "" для основных ресурсов). Укажите правильную группу API, чтобы еще больше сузить область действия.

Ограничение области действия пространством имен

Для большинства приложений и команд разработчиков разрешения должны быть ограничены определенными пространствами имен. Такое разделение гарантирует, что компрометация среды одного приложения или команды не приведет автоматически к доступу ко всему кластеру. Всегда отдавайте предпочтение Role и RoleBinding, а не ClusterRole и ClusterRoleBinding, когда это возможно.

Практическая реализация RBAC: примеры

Рассмотрим несколько практических примеров создания и привязки политик RBAC.

Пример 1: Доступ разработчика к определенному пространству имен

Предположим, разработчику необходимо управлять развертываниями и просматривать журналы в своем выделенном пространстве имен dev-team-a. У них не должно быть доступа к другим пространствам имен или ресурсам кластера.

Сначала определите Role для разработчика в пространстве имен dev-team-a:

# dev-role.yaml
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  namespace: dev-team-a
  name: dev-deployer
rules:
- apiGroups: ["apps"] # For Deployments
  resources: ["deployments", "replicasets"]
  verbs: ["get", "list", "watch", "create", "update", "delete", "patch"]
- apiGroups: ["core"] # For Pods and Pod logs
  resources: ["pods", "pods/log"]
  verbs: ["get", "list", "watch"]

Примените эту роль:

kubectl apply -f dev-role.yaml

Затем привяжите эту Role к конкретному пользователю (например, [email protected] через внешний провайдер идентификации) или учетной записи службы в пространстве имен dev-team-a:

# dev-role-binding.yaml
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
  namespace: dev-team-a
  name: john-dev-deployer-binding
subjects:
- kind: User
  name: [email protected] # Name is case sensitive
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
  kind: Role
  name: dev-deployer
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

Примените эту привязку:

kubectl apply -f dev-role-binding.yaml

Теперь [email protected] может только управлять развертываниями и просматривать журналы внутри пространства имен dev-team-a. Они не могут, например, создавать секреты в kube-system или просматривать список всех узлов.

Пример 2: Доступ учетной записи службы приложения к секретам

Приложению, работающему как ServiceAccount, необходимо прочитать определенный секрет в своем собственном пространстве имен.

Сначала убедитесь, что учетная запись службы существует, или создайте ее:

# app-sa.yaml
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  namespace: my-app-namespace
  name: my-app-service-account

Примените эту учетную запись службы:

kubectl apply -f app-sa.yaml

Затем определите Role, которая разрешает чтение определенного секрета:

# secret-reader-role.yaml
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  namespace: my-app-namespace
  name: secret-reader
rules:
- apiGroups: ["core"]
  resources: ["secrets"]
  resourceNames: ["my-app-db-credentials"]
  verbs: ["get"]

Примените эту роль:

kubectl apply -f secret-reader-role.yaml

Наконец, привяжите эту Role к my-app-service-account:

# app-secret-reader-binding.yaml
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
  namespace: my-app-namespace
  name: my-app-secret-reader-binding
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: my-app-service-account
  namespace: my-app-namespace
roleRef:
  kind: Role
  name: secret-reader
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

Примените эту привязку:

kubectl apply -f app-secret-reader-binding.yaml

Теперь приложение сможет читать только указанный секрет и ничего более.

Пример 3: Роль администратора кластера (с осторожностью)

Кластерные административные роли следует предоставлять крайне редко. Вот пример ClusterRole для просмотра списка всех узлов, который может потребоваться для инструмента мониторинга.

# node-viewer-clusterrole.yaml
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  name: node-viewer
rules:
- apiGroups: ["core"]
  resources: ["nodes"]
  verbs: ["get", "list", "watch"]

Примените этот ClusterRole:

kubectl apply -f node-viewer-clusterrole.yaml

Затем привяжите его к учетной записи службы мониторинга, используя ClusterRoleBinding:

# monitoring-node-viewer-binding.yaml
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: monitoring-node-viewer-binding
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: monitoring-sa
  namespace: monitoring
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: node-viewer
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

Примените эту привязку:

kubectl apply -f monitoring-node-viewer-binding.yaml

Предупреждение: Будьте предельно осторожны при использовании ClusterRole и ClusterRoleBinding для пользователей-людей. Ограничьте их использование настоящими администраторами кластера и конкретными учетными записями служб инфраструктуры.

Основные рекомендации по RBAC

Соблюдение этих рекомендаций значительно улучшит состояние безопасности вашего кластера:

1. Обеспечение соблюдения принципа наименьших привилегий (PoLP):

   • Предоставляйте только минимально необходимые разрешения. Тщательно проверяйте каждое разрешение.
   • По возможности избегайте использования подстановочных знаков (*) для resources (ресурсов) и verbs (глаголов). Если они используются, обоснуйте их и постарайтесь максимально сузить их область действия.
   • Ограничьте доступ к конфиденциальным ресурсам (например, secrets), используя resourceNames (имена ресурсов) в ролях.

2. Использование пространств имен для разделения:

   • Организуйте свои приложения и команды в отдельные пространства имен.
   • По умолчанию используйте Role и RoleBinding для предоставления разрешений внутри этих пространств имен.

3. Предпочтение Role перед ClusterRole:

   • Используйте ClusterRole и ClusterRoleBinding только в том случае, если разрешения действительно должны быть кластерными (например, управление узлами, пользовательские определения ресурсов, определенные агенты мониторинга).
   • Большинство разрешений, специфичных для приложений, должны быть ограничены пространством имен.

4. Регулярная проверка и аудит политик RBAC:

   • Политики RBAC могут со временем меняться. Периодически проверяйте, кто и к чему имеет доступ.
   • Используйте такие инструменты, как kubectl auth can-i, для проверки разрешений для конкретных пользователей/учетных записей служб.
     ```bash

   Check if '[email protected]' can get pods in 'dev-team-a'

   kubectl auth can-i get pods --namespace=dev-team-a [email protected]

   Check if 'monitoring-sa' can list nodes (cluster-wide)

   kubectl auth can-i list nodes --as=system:serviceaccount:monitoring:monitoring-sa
   ```
   * Рассмотрите возможность использования сторонних инструментов или пользовательских скриптов для всестороннего аудита RBAC.

5. Разделение административных ролей:

   • Никогда не предоставляйте разработчикам или учетным записям служб приложений привилегии cluster-admin.
   • Создавайте специальные административные ClusterRoles только с необходимыми повышенными разрешениями (например, cluster-reader, node-reader).

6. Использование учетных записей служб для приложений:

   • Приложения, работающие внутри кластера, должны использовать ServiceAccounts для взаимодействия с API Kubernetes.
   • Каждое приложение или микросервис в идеале должен иметь собственную выделенную ServiceAccount с минимальными разрешениями.
   • Убедитесь, что automountServiceAccountToken установлен в false для подов, которым не требуется доступ к API, и только в true там, где это необходимо.

7. Интеграция с внешним управлением идентификацией:

   • Для пользователей-людей интегрируйте Kubernetes с внешним поставщиком идентификации (например, OIDC, LDAP, Active Directory) для аутентификации и управления группами.
   • Сопоставьте внешние группы с Kubernetes RoleBindings или ClusterRoleBindings для упрощения управления.

8. Автоматизация управления RBAC с помощью GitOps:

   • Относитесь к своим политикам RBAC как к коду. Храните их в репозитории с контролем версий (Git).
   • Используйте принципы GitOps для управления и развертывания конфигураций RBAC, обеспечивая согласованность, отслеживаемость и более простые откаты.

9. Мониторинг событий RBAC через журналы аудита:

   • Включите и настройте журналы аудита Kubernetes для отслеживания запросов API, включая то, кто, какое действие и когда выполнил.
   • Регулярно просматривайте журналы аудита для обнаружения несанкционированных попыток доступа или подозрительных действий, связанных с RBAC.

10. Регулярное обновление Kubernetes:

    • Следите за обновлениями версий Kubernetes, чтобы использовать преимущества исправлений безопасности и улучшений, включая усовершенствования RBAC.

Распространенные ошибки и как их избежать

• Излишне широкие подстановочные знаки: Предоставление apiGroups: ["*"], resources: ["*"] или verbs: ["*"] представляет собой серьезный риск безопасности. Всегда будьте явными.
• Использование cluster-admin по умолчанию: Никогда не используйте группу system:masters или ClusterRole с именем cluster-admin для повседневных операций и не назначайте ее пользователям, не являющимся администраторами. Это лазейка ко всему вашему кластеру.
• Игнорирование automountServiceAccountToken: По умолчанию каждый под получает смонтированный токен учетной записи службы. Если поду не нужно взаимодействовать с Kube API, установите automountServiceAccountToken: false в спецификации пода или определении учетной записи службы, чтобы уменьшить его поверхность атаки.
• Отсутствие аудита: Без регулярной проверки политики RBAC могут устареть или стать чрезмерно разрешительными по мере развития потребностей кластера. Внедрите процесс проверки.
• Путаница между Role и ClusterRole: Неправильное понимание области действия может привести к предоставлению доступа ко всему кластеру, хотя предполагался только доступ к пространству имен.

Заключение

Обеспечение безопасности ваших кластеров Kubernetes — это непрерывный процесс, и RBAC является незаменимым инструментом в вашем арсенале безопасности. Тщательно применяя принцип наименьших привилегий, сегментируя доступ с помощью пространств имен, аккуратно определяя роли и привязки и поддерживая строгий процесс аудита, вы можете построить надежную основу безопасности. Помните, что RBAC — это не решение, которое можно «настроить и забыть»; оно требует постоянного внимания и адаптации по мере развития вашего кластера и приложений. Примите эти лучшие практики, чтобы обеспечить устойчивость вашей среды Kubernetes к несанкционированному доступу и потенциальным угрозам.