k8s Secretの全体像

Kubernetes (k8s) はコンテナ化されたアプリケーションのデプロイ、スケーリング、運用を自動化するオープンソースのプラットフォームです。その中で、Secretという重要なリソースが存在します。本記事では、Secretの種類、その使用例、そして関連するトピックについて解説します。

Secretとは？

Secretは、パスワード、OAuthトークン、SSHキーなどの機密情報を保存して管理するためのKubernetesのリソースです。これにより、機密情報をコンテナイメージやPod定義から分離することができます。

1. Kubernetesシークレットの理解：

• Kubernetesシークレットは、パスワード、OAuthトークン、sshキーなどの機密情報をKubernetesクラスター内で保存および管理するためのオブジェクトです。機密情報をシークレットに保存することは、Podの定義やコンテナイメージにそのまま置くよりも安全で柔軟性があります。

2. セキュリティの懸念：

• 名前にもかかわらず、Kubernetesシークレットは自動的に安全なわけではありません。これらはetcdに保存され、重要なことに、base64でエンコードされるだけなので、etcdデータストアから直接データにアクセスした場合、"秘密"をバイパスするのはかなり簡単です。
• シークレットへの直接および間接的なアクセス：名前空間内でPodを作成できる人は、その名前空間で利用可能なすべてのシークレットに潜在的にアクセスできます。したがって、Kubernetesのロールベースのアクセス制御（RBAC）を使用したアクセス制御が不可欠です。

3. セキュリティのベストプラクティス：

• 安静時の暗号化： シークレットが安静時に暗号化されるようにすることが重要ですが、これはKubernetesのデフォルトでは有効になっていません。このプロセスには、クラスターのバックエンド（etcd）に保存されたデータを暗号化し、ストレージレベルでの不正アクセスに対する追加のセキュリティレイヤーを提供することが含まれます。
• 最小特権原則： RBACを使用して最小限の特権アクセスを実装します。この戦略は、ユーザーのアクセス権を、ジョブ機能を完了するために必要な最低限に制限します。この方法で、エンティティが侵害されても、システム全体を自由に制御することはありません。
• 専用のシークレットストアの使用： Kubernetesの組み込みのシークレット管理を超えて、HashiCorp Vaultのようなサードパーティのソリューションを使用して、機密情報を扱うためのシークレット管理を検討することもできます。これらは、機密情報を扱うために特別に設計されており、より強力なセキュリティコントロールを提供します。

4. 実用的な使用とユースケース：

• シークレットは多用途に使用され、データベースへのアクセスのための資格情報の保存、外部システムとのやりとりのためのトークンの管理、または認証プロセスのためのプライベートキーの含有など、さまざまなシナリオで使用されます。
• 特に興味深い戦略は、複数のコンテナポッドで機密操作を処理するためのシークレットの使用です。提供された例では、アプリケーションが2つのコンテナに分割されており、機密データの露出に関連するリスクを最小限に抑えています。このアーキテクチャー上の決定は、アプリケーションロジックの露出を機密データへの直接アクセスから分離することにより、攻撃者が洗練されたレベルの侵害なしに機密データにアクセスするのをより困難にするための追加のバリアを作成します。

5. 隠されたファイルまたは「ドットファイル」：

• シークレット内の「ドットファイル」にデータを格納するという特定のユースケースも強調されています。このアプローチはセキュリティではなく、組織に関するものです。'.'で始まるファイルは、ほとんどのディレクトリリストで非表示になり、機密ファイルを見えなくするのに役立ちます。ただし、これは単なる不明瞭さであるため、セキュリティ対策と考えるべきではありません。

結論として、Kubernetes Secretsは、機密データをソースコードやコンテナー構成に直接埋め込むよりも安全な代替手段を提供しますが、慎重な取り扱いが必要です。シークレットのデフォルト状態は完全に安全ではなく、ユーザーによる意図的な措置がセキュリティを強化するために必要です。シークレットの誤管理は、データ侵害、アカウントの侵害、および資格情報が十分に高い場合はバックエンドへのフルスケールアクセスという、同じ結果につながる可能性があります。ベストプラクティスとして、堅牢なセキュリティ戦略をデプロイメントライフサイクルに統合することが最も重要です。

Secretの種類

• Opaque: 標準的なSecret。特定の形式や用途に縛られることなく任意のデータを保存することができます。

• kubernetes.io/service-account-token: Service Accountのトークンを保存するためのSecret。

• kubernetes.io/dockercfg: Dockerの認証情報を保存するためのSecret。

• kubernetes.io/dockerconfigjson: ~/.docker/config.jsonの内容を保存するためのSecret。

• kubernetes.io/basic-auth: 基本認証のためのusernameとpasswordを保存するSecret。

• kubernetes.io/ssh-auth: SSH認証のためのprivate keyを保存するSecret。

• kubernetes.io/tls: TLSで使用する証明書と秘密鍵を保存するSecret。

• Bootstrap token Secrets: Bootstrap tokenは、新しいノードが初めてKubernetesクラスタに参加する際の一時的な認証の手段として使用されます。この仕組みにより、大量のノードを安全にクラスタに追加するプロセスが自動化され、簡易化されます。

秘密情報の保護にシークレットを使用する代わりに、他の選択肢

以下にいくつかのオプションを示します：

1. クラスタ内認証のためのServiceAccountの使用：

   • 同じKubernetesクラスタ内で実行されていることがわかっている別のアプリケーションに対してクラウドネイティブコンポーネントが認証する必要がある場合、クライアントを識別するためにServiceAccountとそのトークンを使用できます。

2. 外部の秘密管理ツールの使用：

   • クラスタ内外で実行できるサードパーティのツールがあり、機密データを管理します。たとえば、ポッドがHTTPS経由でアクセスするサービスで、クライアントが正しく認証された場合（たとえば、ServiceAccountトークンを使用して）シークレットを明らかにします。

3. X.509証明書のためのカスタム署名者の実装：

   • 認証のために、X.509証明書のカスタム署名者を実装し、そのカスタム署名者がそれらを必要とするポッドに証明書を発行させるためにCertificateSigningRequestsを使用できます。

4. 特定のポッドにノードローカルの暗号化ハードウェアを公開するためのデバイスプラグインの使用：

   • たとえば、信頼できるプラットフォームモジュールを提供するノードに信頼できるポッドをスケジュールし、帯域外で設定されたデバイスプラグインを使用して、ノードローカルの暗号化ハードウェアを特定のポッドに公開できます。

5. これらのオプションを2つ以上組み合わせる：

   • たとえば、外部サービスから短期のセッショントークンを取得し、それらの短期のセッショントークンに基づいてシークレットを作成するオペレーターを実装（またはデプロイ）します。クラスタ内で実行されているポッドはセッショントークンを使用でき、オペレーターはそれらが有効であることを確認します。この分離により、セッショントークンの発行と更新の正確なメカニズムを知らないポッドを実行できます。

これらの各代替案は、特定のセキュリティ懸念と運用コンテキストに対処します。それらの中から選択するか、またはそれらを組み合わせるかは、組織のセキュリティ要件、取り扱うデータの機密性、およびインフラストラクチャの複雑さに依存します。機密データの管理戦略を多様化することで、侵害や違反に対してより回復力のある堅牢な多層セキュリティ姿勢を作成できます。

まとめ

SecretはKubernetesで機密情報を安全に管理するための重要なリソースです。その種類や用途を理解することで、クラスタ内のリソースとの安全な通信やデータの保護が実現できます。