Docker安全管理(實戰!!!)

Docker安全

Docker與虛擬機的區別

隔離與共享

• 虛擬機通過添加 Hypervisor 層，虛擬出網卡、內存、CPU 等虛擬硬件，再在其上建立 虛擬機，每個虛擬機都有自己的系統內核
• Docker 容器則是通過隔離的方式，將文件系統、進程、設備、網絡等資源進行隔離，再對權限、CPU 資源等進行控制，最終讓容器之間互不影響，
  容器無法影響宿主機。容器與宿主機共享內核、文件系統、硬件等資源。

性能和損耗

• 與虛擬機相比，容器資源損耗要少。
• 同樣的宿主機下，能夠建立容器的數量要比虛擬 機多。
• 但是，虛擬機的安全性要比容器稍好，要從虛擬機攻破到宿主機或其他虛擬機，需要 先攻破 Hypervisor 層，這是極其困難的
• 而 docker 容器與宿主機共享內核、文件系統等資源，
  更有可能對其他容器、宿主機產生影響。

  Docker存在的安全問題

  Docker自身漏洞

• 作為一款應用 Docker 本身實現上會有代碼缺陷。CVE官方記錄Docker歷史版本共有超過20項漏洞。
  -駭客常用的GJ手段主要有代碼執行、權限提升、 信息泄露、權限繞過等。目前 Docker 版本更迭非常快，Docker 用戶最好將 Docker 升級為 最新版本。

  Docker源碼問題

• 1）駭客上傳惡意鏡像 如果有駭客在制作的鏡像中植入病毒、后門等惡意軟件，那么環境從一開始就已經不安全了，后續更沒有什么安全可言。
• 2）鏡像使用有漏洞的軟件 Docker Hub 上能下載的鏡像里面，75%的鏡像都安裝了有漏洞的軟件。所以下載鏡像后，需要檢查里面軟件的版本信息，對應的版本是否存在漏洞，并及時更新打上補丁。
• 3）中間人GJ篡改鏡像 鏡像在傳輸過程中可能被篡改，目前新版本的 Docker 已經提供了相應的校驗機制來預 防這個問題。

  Docker架構缺陷與安全機制

  架構缺陷

• 容器之間的局域網GJ
  主機上的容器之間可以構成局域網，因此針對局域網的 ARP 欺騙、嗅探、廣播風暴等GJ方式便可以用上。所以，在一個主機上部署多個容器需要合理的配置網絡，設置 iptable 規則。

• DDoS GJ耗盡資源
  Cgroups 安全機制就是要防止此類GJ的，不要為單一的容器分配過多的資源即可避免此類問題。

• 有漏洞的系統調用
  Docker與虛擬機的一個重要的區別就是Docker與宿主機共用一個操作系統內核。
  一旦宿主內核存在可以越權或者提權漏洞，盡管Docker使用普通用戶執行，在容器被RQ時，GJ者還可以利用內核漏洞跳到宿主機做更多的事情。

• 共享root用戶權限
  如果以 root 用戶權限運行容器，容器內的 root 用戶也就擁有了宿主機的root權限。

  Docker安全基線標準六大方面

  1.內核級別

  （1）及時更新內核。
  （2）User NameSpace（容器內的 root 權限在容器之外處于非高權限狀態）。
  （3）Cgroups（對資源的配額和度量）。
  （4）SELiux/AppArmor/GRSEC（控制文件訪問權限）。
  （5）Capability（權限劃分）。
  （6）Seccomp（限定系統調用）。
  （7）禁止將容器的命名空間與宿主機進程命名空間共享。

2.主機級別

（1）為容器創建獨立分區。
（2）僅運行必要的服務。
（3）禁止將宿主機上敏感目錄映射到容器。
（4）對 Docker 守護進程、相關文件和目錄進行審計。
（5）設置適當的默認文件描述符數。
（文件描述符：內核（kernel）利用文件描述符（file descriptor）來訪問文件。文件描述符是非負整數。
打開現存文件或新建文件時，內核會返回一個文件描述符。讀寫文件也需要使用文件描述符來指定待讀寫的文件）
（6）用戶權限為 root 的 Docker 相關文件的訪問權限應該為 644 或者更低權限。
（7）周期性檢查每個主機的容器清單，并清理不必要的容器。

3.網絡級別

（1）通過 iptables 設定規則實現禁止或允許容器之間網絡流量。
（2）允許 Dokcer 修改 iptables。
（3）禁止將 Docker 綁定到其他 IP/Port 或者 Unix Socket。
（4）禁止在容器上映射特權端口。
（5）容器上只開放所需要的端口。
（6）禁止在容器上使用主機網絡模式。
（7）若宿主機有多個網卡，將容器進入流量綁定到特定的主機網卡上。

4.鏡像級別

（1）創建本地鏡像倉庫服務器。
（2）鏡像中軟件都為最新版本。
（3）使用可信鏡像文件，并通過安全通道下載。
（4）重新構建鏡像而非對容器和鏡像打補丁。
（5）合理管理鏡像標簽，及時移除不再使用的鏡像。
（6）使用鏡像掃描。
（7）使用鏡像簽名。

5.容器級別

（1）容器最小化，操作系統鏡像最小集。
（2）容器以單一主進程的方式運行。
（3）禁止 privileged 標記使用特權容器。
（4）禁止在容器上運行 ssh 服務。
（5）以只讀的方式掛載容器的根目錄系統。
（6）明確定義屬于容器的數據盤符。
（7）通過設置 on-failure 限制容器嘗試重啟的次數，容器反復重啟容易丟失數據。
（8）限制在容器中可用的進程樹，以防止 fork bomb。（fork bomb，迅速增長子進程，耗盡系統進程數量）

6.其他設置

（1）定期對宿主機系統及容器進行安全審計。
（2）使用最少資源和最低權限運行容器。
（3）避免在同一宿主機上部署大量容器，維持在一個能夠管理的數量。
（4）監控 Docker 容器的使用，性能以及其他各項指標。
（5）增加實時妨礙檢測和事件響應功能。
（6）使用中心和遠程日志收集服務

Docker安全規則

容器最小化

• 僅在容器中運行必要的服務，像ssh等服務是不開啟的

  [root@localhost ~]# docker exec -it mycontainer bash

  Docker remote api訪問控制

• Docker的遠程調用API接口存在未授權訪問漏洞，應限制外網訪問

  [root@localhost ~]# docker -d -H uninx:///var/run/docker.sork -H tcp://192.168.142.128:2375

• 在docker默認配置文件指定，然后在宿主iptables\firewalld上訪問控制

  限制流量流向

• 可以使用Iptables過濾器限制Docker容器的源IP地址范圍與外界通訊

Iptables -A FORWARD -s <source_ip_range> -j REJECT --reject-with icmp-admin-prohibited

Iptables -A FORWARD -i docker0 -o eth0 -j DROP 
Iptables -A FORWARD -i docker0 -o eth0 -m state -state ESTABLISHED -j ACCEPT

使用普通用戶啟動Docker服務

• 使用用戶映射，解決特定容器中的用戶0在宿主系統上等于root的問題，LXC允許重新映射用戶和組ID

[root@localhost ~]# yum -y install lxc uidmap
[root@localhost ~]# vim /etc/lxc/default.conf
lxc.id_map = u 0 100000 65536
lxc.id_map = g 0 100000 65536

文件系統限制

• 掛載的容器根目錄絕對只讀，而且不同容器對應的文件目錄權限分離，優化每個容器在宿主上有單獨分區

  su test01
  docker run -v dev:/home/mc_server/test01 -it centos:latest /bin/bash
  su test02
  docker run -v dev:/home/mc_server/test02 -it centos:latest /bin/bash

  鏡像安全

• 一般情況下，確保只從受信任的庫中獲取鏡像，并且不要使用--insecure-registry=[]參數
  

  Docker client端與Docker Daemon的通信安全

• 為了放置鏈路劫持、會話保持等問題導致Docker通信時被中間人GJ，c/s兩端應該通過加密方式通訊

[root@localhost harbor]# docker --tlsverify --tlscacert=ca.pem --tlscert=cert.pem --tlskey=key.pem -H=0.0.0.0:2376

資源限制

• 限制容器資源，既可以降低安全風險，也不影響業務

  docker run -tid -name ec2 -cpuset-cpus 3 -cpu-shares 2048 -memory 2048m -rm -blkio-weight 100 --pids--limit 512

宿主及時升級內核漏洞

• 宿主故障或者需要升級內核的問題
• Docker容器應該支持熱遷移
• 應考慮內核升級方案規劃、執行以及回遷方案等

安裝安全加固

• 使用安全的Linux內核、內核補丁，如SELinux, AppArmor,
  GRSEC等

避免Docker容器中信息泄露

• 檢查容器創建模板的內容

# check created users
grep authorized keys $dockerfile
# check OS users
grep "etc/group" $dockerfile
# Check sudo users
grep "etc/sudoers.d" $dockerfile
# Check ssh key pair
grep " .ssh/.*id rsa" $dockerfile
# Add your checks in below

日志分析

• 收集并歸檔與Docker相關的安全日志來達到審核和監控的目的，使用rsyslog或stdout+ELK的方式進行日志收集、存儲與分析
• 在宿主上使用一下命令在容器外部訪問日志文件

docker run -v /dev/log:/dev/log <container_name> /bin/sh

• Docker內置命令

docker logs -f

Docker Bench for Security

• 是一個腳本，用于檢查生產環境中部署Docker容器的幾十個常見的最佳實踐
• 環境安裝
  下載二進制文件后，將其添加到環境變量PATH中

[root@localhost ]# git clone
https://github.com/docker/docker-bench-security.git
[root@localhost ]# cd docker-bench-security
[root@localhost ]# sudo sh docker-bench-security.sh

ulimit

• 可對包括core dump文件大小、進程數據段的大小、課創建文件的大小、常駐內存集大小、打開文件數、進程棧的大小、CPU時間、單個用戶的最大線程數、進程的最大虛擬內存等類型的資源起到限制作用
• 設置CPU時間

docker daemon --default-ulimit cpu=1200
docker run --rm -ti --ulimit cpu=1200 ubuntu bash

• 進入容器后查看

ulimit -t

Docker-TLS加密通訊

• 為了防止鏈路劫持、會話劫持等問題導致Docker通信時被中間人GJ，c/s兩端應該通過加密方式通訊

1.部署master服務器

[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname master
[root@localhost ~]# su
[root@master ~]# vim /etc/hosts
127.0.0.1  master
[root@master ~]# mkdir /tls
[root@master ~]# cd /tls/
#創建ca秘鑰
[root@master tls]# openssl genrsa -aes256 -out ca-key.pem 4096
#創建ca證書
[root@master tls]# openssl req -new -x509 -days 1000 -key ca-key.pem -sha256 -subj "/CN=*" -out ca.pen
#創建服務器私鑰
[root@master tls]# openssl genrsa -out server-key.pem 4096
#簽名私鑰
[root@master tls]# openssl req -subj "/CN=*" -sha256 -new -key server-key.pem -out server.csr
#使用ca證書與私鑰證書簽名、輸入123123
[root@master tls]# openssl x509 -req -days 1000 -sha256 -in server.csr -CA ca.pem -CAkey ca-key.pem -CAcreateserial -out server-cert.pem
#生成客戶端秘鑰
[root@master tls]# openssl genrsa -out key.pem 4096
#簽名客戶端
[root@master tls]# openssl req -subj "/CN=client" -new -key key.pem -out client.csr
#創建配置文件
[root@master tls]# echo extendedKeyUsage=clientAuth > extfile.cnf
#簽名證書，輸入123123需要（簽名客戶端、ca證書、ca秘鑰）
[root@master tls]# openssl x509 -req -days 1800 -sha256 -in client.csr -CA ca.pem -CAkey ca-key.pem -CAcreateserial -out cert.pem -extfile extfile.cnf
#刪除多余文件
[root@master tls]# rm -rf ca.srl client.csr extfile.cnf server.csr
#配置docker
[root@master tls]# vim /lib/systemd/system/docker.service 
ExecStart=/usr/bin/dockerd --tlsverify --tlscacert=/tls/ca.pem --tlscert=/tls/server-cert.pem --tlskey=/tls/server-key.pem -H tcp://0.0.0.0:2376 -H unix://var/run/docker.sock
#重啟進程
[root@master tls]# systemctl daemon-reload
#重啟服務
[root@master tls]# systemctl restart docker

#將/tls/ca.pem /tls/cert.pem /tls/key.pem三個文件復制到另一臺主機
[root@master tls]# scp ca.pem root@192.168.45.128:/etc/docker
[root@master tls]# scp cert.pem root@192.168.45.128:/etc/docker
[root@master tls]# scp key.pem root@192.168.45.128:/etc/docker 

2.部署client服務器

[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname client
[root@localhost ~]# su
[root@client ~]# vim /etc/hosts
192.168.45.129 master

3.client上測試

[root@client docker]# docker --tlsverify --tlscacert=ca.pen --tlscert=cert.pem --tlskey=key.pem -H tcp://master:2376 version

謝謝閱讀!!!