怎么利用TLS加密通訊連接docker

怎么利用TLS加密通訊連接docker？很多新手對此不是很清楚，為了幫助大家解決這個難題，下面小編將為大家詳細講解，有這方面需求的人可以來學習下，希望你能有所收獲。

一、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。黑客常用的攻擊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

Docker 提供了 Docker hub，可以讓用戶上傳創建的鏡像，以便其他用戶下載，快速搭 建環境。但同時也帶來了一些安全問題。
例如下面三種方式：
（1）黑客上傳惡意鏡像 如果有黑客在制作的鏡像中植入木馬、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）中間人攻擊篡改鏡像 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。

二、docker架構缺陷與安全機制

Docker 本身的架構與機制就可能產生問題，例如這樣一種攻擊場景，黑客已經控制了宿主機上的一些容器，或者獲得了通過在公有云上建立容器的方式，然后對宿主機或其他容器發起攻擊。

容器之間的局域網攻擊

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、廣播風暴等攻 擊方式便可以用上。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攻擊耗盡資源

cgroups 安全機制就是要防止此類攻擊的，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，在容器被入侵時，攻擊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。

三、docker容器與虛擬機的區別

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。而 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。

性能與損耗

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。

四、docker安全基線標準

下面從內核、主機、網絡、鏡像、容器以及其它等 6 個方 面總結 Docker 安全基線標準。

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。

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。

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。

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。

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。

其它設置

（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）增加實時威脅檢測和事件響應功能。
（6）使用中心和遠程日志收集服務

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 間人攻擊，c/s 兩端應該通過加密方式通訊。

創建文件夾，修改主機名（方便后續使用）

[root@server1 ~]# mkdir /tls

[root@server1 ~]# cd /tls

[root@server1 tls]# hostnamectl set-hostname master

[root@server1 tls]# bash

[root@master tls]#

客戶機添加：

[root@client ~]# vim /etc/hosts

創建ca秘鑰，設定秘鑰密碼

[root@master tls]# openssl genrsa -aes256 -out ca-key.pem 4096

Generating RSA private key, 4096 bit long modulus

...........................................++

...................................................................................................................................................................++

e is 65537 (0x10001)

Enter pass phrase for ca-key.pem:

Verifying - Enter pass phrase for ca-key.pem:

創建ca證書

[root@master tls]# openssl req -new -x509 -days 1000 -key ca-key.pem -sha256 -subj "/CN=liuwei" -out ca.pem

Enter pass phrase for ca-key.pem: ###輸入密碼

創建服務器私鑰

[root@master tls]# openssl genrsa -out server-key.pem 4096

Generating RSA private key, 4096 bit long modulus

...............................++

................................++

e is 65537 (0x10001)

簽名私鑰

[root@master tls]# openssl req -subj "/CN=lw" -sha256 -new -key server-key.pem -out server.csr

使用ca證書與私鑰證書簽名，輸入123456

[root@master tls]# openssl x509 -req -days 1000 -sha256 -in server.csr -CA ca.pem -CAkey ca-key.pem -CAcreateserial -out server-cert.pem

Signature ok

subject=/CN=lw

Getting CA Private Key

Enter pass phrase for ca-key.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

echo extendedKeyUsage=clientAuth > extfile.cnf

簽名證書，輸入123456，需要（簽名客戶端，ca證書，ca秘鑰）

[root@master tls]# openssl x509 -req -days 1000 -sha256 -in client.csr -CA ca.pem -CAkey ca-key.pem -CAcreateserial -out cert.pem -extfile extfile.cnf

Signature ok

subject=/CN=client

Getting CA Private Key

Enter pass phrase for ca-key.pem:

修改docker的配置文件，并且重啟服務

ExecStart=/usr/bin/dockerd --tlsverify --tlscacert=/tls/ca.pem --tlscert=/tls/server-cert.pem --tlskey=/tls/server-key.pem -H tcp://0.0.0.0:2388 -H unix:///var/run/docker.sock

重啟docker

[root@master tls]# systemctl daemon-reload

[root@master tls]# systemctl restart docker

將 /tls/ca.pem /tls/cert.pem /tls/key.pem 三個文件復制到客戶機

[root@master tls]# scp ca.pem root@192.168.110.20:/etc/docker

[root@master tls]# scp cert.pem root@192.168.110.20:/etc/docker

[root@master tls]# scp key.pem root@192.168.110.20:/etc/docker

當驗證tls時，需要使用私鑰自己設置的id，所以以上主機名均要修改成lw

本地驗證

[root@lw tls]# docker --tlsverify --tlscacert=ca.pem --tlscert=cert.pem --tlskey=key.pem -H tcp://lw:2388 version

下載NGINX鏡像

[root@lw tls]# docker pull nginx

部署客戶端環境，驗證TLS

進入/etc/docker這個目錄

查看client端的docker版本

[root@client docker]# docker --tlsverify --tlscacert=ca.pem --tlscert=cert.pem --tlskey=key.pem -H tcp://lw:2388 version

部署環境，驗證tls

查看client端的images鏡像

[root@client docker]# docker --tlsverify --tlscacert=ca.pem --tlscert=cert.pem --tlskey=key.pem -H tcp://lw:2388 images

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