如何簡化生產中的Pod安全策略

如何簡化生產中的Pod安全策略，針對這個問題，這篇文章詳細介紹了相對應的分析和解答，希望可以幫助更多想解決這個問題的小伙伴找到更簡單易行的方法。

Pod安全策略對于強化K8S集群安全至關重要。本文將延續之前的文章繼續深入介紹Pod安全策略。

首先，簡單介紹了如何將Pod與Pod安全策略相關聯，并使用RBAC來展示具體步驟。然后介紹如何在Rancher中啟用默認的PSP和創建自定義PSP。最后將使用一種工具來簡化生產中Pod安全策略的使用，極大提升生產力，趕緊戳文咯~

我們有意省略了有關基于角色的訪問控制（RBAC）以及如何將Pod與特定PSP連接的具體細節。那下面讓我們繼續深入研究PSP。

將Pod與Pod 安全策略匹配

你可能已經注意到，PSP模式沒有與任何Kubernetes命名空間、Service Account或Pod相關聯。實際上，PSP是集群范圍的資源。那么，我們如何指定哪些Pod應該由哪些PSP來管理呢？下圖顯示了所有參與組件、資源以及準入流程的工作方式。

也許一開始聽起來很復雜。現在，我們來詳細介紹一下。

部署Pod時，準入控制將根據請求deployment的對象來應用策略。

Pod本身沒有任何關聯的策略——執行該Deployment的是service account。在上圖中，Jorge使用webapp-sa service account部署了pod。

RoleBinding將service account與Roles（或ClusterRoles）相關聯，Role是指定可以使用PSP的資源。在該圖中，webapp-sa與webapp-role關聯，后者為特定的PSP資源提供使用許可。部署Pod時，將根據webapp-sa PSP對Pod進行檢查。實際上，一個service account可以使用多個PSP，并且其中一個可以驗證Pod就足夠了。你可以在官方文檔中查看詳細信息：

https://kubernetes.io/docs/concepts/policy/pod-security-policy/#policy-order

然后，準入控制將決定Pod是否符合其中任何一個PSP。如果Pod符合要求，準入控制將調度Pod；如果Pod不符合規定，則會阻止部署。

以上內容可以總結為以下幾點：

• Pod身份由其service account確定

• 如果規范中未聲明任何service account，則將使用默認賬戶

• 你需要允許使用聲明Role或ClusterRole

最后，需要有一個RoleBinding，它將Role（從而允許訪問使用PSP）與Pod規范中聲明的Servcie Account相關聯。

讓我們用一些例子來說明。

RBAC的真實示例

假設你已經有一個啟用了PSP的集群，這是采用PSP創建限制性PSP的常用方法，該PSP可以被任意Pod使用。然后你將添加更為特定的PSP，該PSP有綁定到特定service account的其他特權。擁有默認、安全且嚴格的策略有助于集群的管理，因為大多數Pod不需要特殊的特權或功能，并且在默認情況下即可運行。然后，如果你的某些工作負載需要其他特權，我們可以創建一個自定義PSP并將該工作負載的特定service account綁定到限制較少的PSP。

但是，如何將Pod綁定到特定的PSP而不是默認的受限PSP？以及如何使用不自動添加RoleBindings的普通Kubernetes集群來做到這一點？

讓我們看一個完整的示例，在該示例中，我們定義一些安全的默認值（集群中任何service account都可以使用的受限PSP），然后為需要該服務的特定deployment向單個service account提供其他特權。

首先，我們手動創建一個新的命名空間。它不會由Rancher管理，所以不會自動創建RoleBindings。然后我們在該命名空間中嘗試部署一個受限的Pod：

$ kubectl create ns psp-test
$ cat deploy-not-privileged.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
 labels:
   app: not-privileged-deploy
 name: not-privileged-deploy
spec:
 replicas: 1
 selector:
   matchLabels:
     app: not-privileged-deploy
 template:
   metadata:
     labels:
       app: not-privileged-deploy
   spec:
     containers:
     - image: alpine
       name: alpine
       stdin: true
       tty: true
       securityContext:
         runAsUser: 1000
         runAsGroup: 1000
$ kubectl -n psp-test apply -f deploy-not-privileged.yaml
$ kubectl -n psp-test describe rs
...
  Warning  FailedCreate  4s (x12 over 15s)  replicaset-controller  Error creating: pods "not-privileged-deploy-684696d5b5-" is forbidden: unable to validate against any pod security policy: []

由于命名空間psp-test中沒有RoleBinding，且該命名空間綁定到允許使用任何PSP的角色，因此無法創建pod。我們將通過創建集群范圍的ClusterRole和ClusterRoleBinding來解決此問題，以允許任何Service Account默認使用受限的PSP。之前的文章中啟用PSP時，Rancher創建了受限PSP。

  resourceNames:
  - restricted-psp
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: restricted-role-bind
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: use-restricted-psp
subjects:
- apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: Group
  name: system:serviceaccounts
$ kubectl apply -f clusterrole-use-restricted.yaml

我們應用這些更改之后，非特權deployment應正常工作。

但是，如果我們需要部署特權Pod，則不會被現有策略允許：

$ cat deploy-privileged.yaml
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: privileged-sa
  namespace: psp-test
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: privileged-deploy
  name: privileged-deploy
  namespace: psp-test
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: privileged-deploy
  template:
    metadata:
      labels:
        app: privileged-deploy
    spec:
      containers:
      - image: alpine
        name: alpine
        stdin: true
        tty: true
        securityContext:
          privileged: true
      hostPID: true
      hostNetwork: true
      serviceAccountName: privileged-sa

$ kubectl -n psp-test apply -f deploy-privileged.yaml
$ kubectl -n psp-test describe rs privileged-deploy-7569b9969d
Name:           privileged-deploy-7569b9969d
Namespace:      default
Selector:       app=privileged-deploy,pod-template-hash=7569b9969d
Labels:         app=privileged-deploy
...
Events:
  Type     Reason        Age                From                   Message
  ----     ------        ----               ----                   -------
  Warning  FailedCreate  4s (x14 over 45s)  replicaset-controller  Error creating: pods "privileged-deploy-7569b9969d-" is forbidden: unable to validate against any pod security policy: [spec.securityContext.hostNetwork: Invalid value: true: Host network is not allowed to be used spec.securityContext.hostPID: Invalid value: true: Host PID is not allowed to be used spec.containers[0].securityContext.privileged: Invalid value: true: Privileged containers are not allowed]

在這種情況下，由于我們創建了ClusterRoleBinding，所以Pod可以使用PSP，但是restricted-psp不會驗證Pod，因為它需要privileged 、hostNetwork等參數。

我們已經在前文中看到了restricted-psp策略。讓我們檢查一下default-psp的細節，這是由Rancher在啟用PSP允許這些特權時創建的：

$ kubectl get psp default-psp -o yaml

apiVersion: policy/v1beta1
kind: PodSecurityPolicy
metadata:
  annotations:
    seccomp.security.alpha.kubernetes.io/allowedProfileNames: '*'
  creationTimestamp: "2020-03-10T08:45:08Z"
  name: default-psp
  resourceVersion: "144774"
  selfLink: /apis/policy/v1beta1/podsecuritypolicies/default-psp
  uid: 1f83b803-bbee-483c-8f66-bfa65feaef56
spec:
  allowPrivilegeEscalation: true
  allowedCapabilities:
  - '*'
  fsGroup:
    rule: RunAsAny
  hostIPC: true
  hostNetwork: true
  hostPID: true
  hostPorts:
  - max: 65535
    min: 0
  privileged: true
  runAsUser:
    rule: RunAsAny
  seLinux:
    rule: RunAsAny
  supplementalGroups:
    rule: RunAsAny
  volumes:
  - '*'

你可以看到這是一個非常寬松的策略，特別是我們允許privileged、hostNetwork、hostPID、hostIPC、hostPorts以及以root身份運行以及其他功能。

我們只需要明確允許該Pod使用PSP。我們通過創建類似于現有restricted-clusterrole的ClusterRole，但允許使用default-psp資源，然后為我們的psp-test 命名空間創建RoleBinding來將privileged-sa ServiceAccount綁定到該ClusterRole：

$ cat clusterrole-use-privileged.yaml
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  name: use-privileged-psp
rules:
- apiGroups: ['policy']
  resources: ['podsecuritypolicies']
  verbs:     ['use']
  resourceNames:
  - default-psp
---
  apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
  kind: RoleBinding
  metadata:
    name: privileged-role-bind
    namespace: psp-test
  roleRef:
    apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
    kind: ClusterRole
    name: use-privileged-psp
  subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: privileged-sa
$ kubectl -n psp-test apply -f clusterrole-use-privileged.yaml

一會兒之后，特權Pod將會被創建。然后你會注意到restricted-psp和default-psp現在已經可以直接使用。接下來，我們來詳細介紹一下它們。

在Rancher上默認的PSP

在Rancher中通過編輯集群設置來啟用PSP準入控制，并選擇其中一個已經定義好的PSP作為默認選項：

Rancher將在集群中創建一對PSP資源：

• restricted-psp：如果你選擇“受限（restricted）”作為默認的PSP

• default-psp：默認的PSP，允許創建特權Pod。

除了restricted-psp和default-psp，Rancher還會創建名為 restricted-clusterrole的ClusterRole：

 annotations:
    serviceaccount.cluster.cattle.io/pod-security: restricted
  creationTimestamp: "2020-03-10T08:44:39Z"
  labels:
    cattle.io/creator: norman
  name: restricted-clusterrole
rules:
- apiGroups:
  - extensions
  resourceNames:
  - restricted-psp
  resources:
  - podsecuritypolicies
  verbs:
  - use

此ClusterRole允許使用restricted-psp策略。那么Binding在何處才可以允許授權使用pod ServiceAccount 呢？

對于屬于Rancher中項目的命名空間，它還在其中為你設置RoleBinding配置：

$ kubectl -n default get rolebinding default-default-default-restricted-clusterrole-binding -o yaml
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
  annotations:
    podsecuritypolicy.rbac.user.cattle.io/psptpb-role-binding: "true"
    serviceaccount.cluster.cattle.io/pod-security: restricted
  labels:
    cattle.io/creator: norman
  name: default-default-default-restricted-clusterrole-binding
  namespace: default
...
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: restricted-clusterrole
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: default
  namespace: default

資源名稱（default-default-default-restricted-clusterrole-binding）可能會令人感到困惑，實際上它的構成為：

default-serviceaccountname-namespace-restricted-clusterrole-binding

并且如果你創建一個類似myserviceaccount的新的service account，那么將會自動創建一個新的角色綁定：

$ kubectl create sa myserviceaccount
serviceaccount/myserviceaccount created
$ kubectl get rolebinding
NAME                                                              AGE
---
default-default-default-restricted-clusterrole-binding            13m
default-myserviceaccount-default-restricted-clusterrole-binding   4s

借助這種神奇的功能，你無需為不需要任何提升特權的安全pod配置RBAC。

在Rancher中創建你的PSP

PSP是一個標準的Kubernetes資源，全程是Pod安全策略，所以你可以通過Kubernetes API或kubectl CLI來使用它。

你可以通過在YAML文件中定義它們來創建你的自定義PSP，然后使用kubectl在集群中創建資源。查看官方文檔即可了解所有可用控件（https://kubernetes.io/docs/concepts/policy/pod-security-policy/ ）。在YAML中定義了控件集之后，你可以運行：

$ kubectl create psp my-custom-psp

以創建PSP資源。

使用Rancher，你可以從UI中直接查看或添加新的策略：

PSP十分強大，但也十分復雜

配置Pod安全策略是一個十分乏味的過程。你在Kubernetes集群中啟用PSP之后，你想要部署的任意Pod都必須經由其中一個PSP允許。實施強大的安全策略可能十分耗時，而且為每個應用程序的每個deployment生成一個策略也是一種負擔。如果你的策略十分寬松，那么不強制執行最小特權訪問方法；然而，如果它存在很多限制，你可能會破壞你的應用程序，因為Pod無法在Kubernetes中成功運行。

能夠以最少的訪問要求集自動生成Pod安全策略，將幫助你更輕松地安裝PSP。并且你不能只在生產環境中部署它們，而不驗證你的應用程序是否可以正常工作，而且進行手動測試既繁瑣又效率低下。如果你可以針對Kubernetes工作負載的運行時行為驗證PSP呢？

如何簡化生產環境中PSP的使用？

Kubernetes Pod安全策略 Advisor（又名kube-psp-advisor）是一個Sysdig的開源工具。kube-psp-advisor會從Kubernetes資源（如deployment、daemonset、replicaset等）中掃描現有的安全上下文，將其作為我們想要執行的reference模型，然后在整個集群中為所有資源自動生成Pod安全策略。kube-psp-advisor通過查看不同的屬性以創建推薦的Pod安全策略：

• allowPrivilegeEscalation

• allowedCapabilities

• allowedHostPaths

• hostIPC

• hostNetwork

• hostPID

• Privileged

• readOnlyRootFilesystem

• runAsUser

• Volume

查看kube-psp-advisor教程，以獲取有關其工作原理的更多詳細信息：

https://sysdig.com/blog/enable-kubernetes-pod-security-policy/

使用Sysdig Secure自動生成PSP

Sysdig Secure Kubernetes Policy Advisor可以幫助用戶創建和驗證Pod安全策略。

第一步是設置新的PSP模擬環境。你可以針對不同范圍內的不同策略（例如Kubernetes命名空間）進行多種模擬。

Sysdig在你的Deployment定義中分析Pod規范的要求，并為你的應用程序創建權限最小的PSP。這可以控制是否允許特權Pod，用戶將其作為容器、volume等運行。Ni 可以微調PSP并針對你將要運行的模擬環境定義命名空間：

左側的策略會破壞應用程序，因為nginx Deployment是特權Pod，并且具有主機網絡訪問權限。你必須決定是擴大PSP以允許這種行為，還是選擇減少Deployment的特權以適應該策略。無論如何，你在應用PSP之前都會檢測到此情況，這會阻止Pod運行并在應用程序部署上造成破壞。通過授予或拒絕對特定資源的訪問，PSP使你可以對在Kubernetes中運行的Pod和容器進行精細控制。這些策略相對來說容易創建和部署，并且應該是任何Kubernetes安全策略的有用組件。

關于如何簡化生產中的Pod安全策略問題的解答就分享到這里了，希望以上內容可以對大家有一定的幫助，如果你還有很多疑惑沒有解開，可以關注億速云行業資訊頻道了解更多相關知識。