Kubernetes API 服务器绕过风险

与 API 服务器和其他组件相关的安全架构信息

Kubernetes API 服务器是外部各方（用户和服务）与集群交互的主要入口点。

作为此角色的一部分，API 服务器具有几个关键的内置安全控制措施，例如审计日志和准入控制器。但是，存在绕过这些控制措施来修改集群配置或内容的方法。

本页面描述了绕过 Kubernetes API 服务器内置安全控制措施的方法，以便集群操作员和安全架构师可以确保这些绕过得到适当的限制。

静态 Pod

每个节点上的kubelet 会加载并直接管理存储在指定目录中或从特定 URL 获取的任何清单作为集群中的_静态 Pod_。API 服务器不管理这些静态 Pod。对该位置具有写入访问权限的攻击者可以修改从该源加载的静态 Pod 的配置，或者可以引入新的静态 Pod。

静态 Pod 被限制访问 Kubernetes API 中的其他对象。例如，您无法配置静态 Pod 以从集群中挂载 Secret。但是，这些 Pod 可以执行其他安全敏感操作，例如使用来自底层节点的`hostPath` 挂载。

默认情况下，kubelet 会创建一个镜像 Pod，以便静态 Pod 在 Kubernetes API 中可见。但是，如果攻击者在创建 Pod 时使用无效的命名空间名称，它将不会在 Kubernetes API 中可见，并且只能通过有权访问受影响主机（或多个主机）的工具来发现。

如果静态 Pod 未通过准入控制，kubelet 将不会向 API 服务器注册该 Pod。但是，该 Pod 仍在该节点上运行。有关更多信息，请参阅kubeadm issue #1541。

缓解措施

  • 仅在节点需要时启用 kubelet 静态 Pod 清单功能。
  • 如果节点使用静态 Pod 功能，请将静态 Pod 清单目录或 URL 的文件系统访问权限限制给需要访问的用户。
  • 限制对 kubelet 配置参数和文件的访问，以防止攻击者设置静态 Pod 路径或 URL。
  • 定期审计和集中报告对托管静态 Pod 清单和 kubelet 配置文件的目录或 Web 存储位置的所有访问。

kubelet API

kubelet 提供一个 HTTP API，该 API 通常在集群工作节点上的 TCP 端口 10250 上公开。根据所使用的 Kubernetes 分发，该 API 也可能在控制平面节点上公开。直接访问该 API 允许披露有关节点上运行的 Pod、这些 Pod 的日志以及在节点上运行的每个容器中执行命令的信息。

当 Kubernetes 集群用户对 `Node` 对象子资源具有 RBAC 访问权限时，该访问权限将用作与 kubelet API 交互的授权。确切的访问权限取决于已授予的子资源访问权限，如kubelet 授权中所述。

直接访问 kubelet API 不受准入控制的约束，并且不会被 Kubernetes 审计日志记录。具有直接访问此 API 权限的攻击者可能能够绕过检测或阻止某些操作的控制措施。

kubelet API 可以配置为以多种方式验证请求。默认情况下，kubelet 配置允许匿名访问。大多数 Kubernetes 提供商会将默认设置更改为使用 Webhook 和证书身份验证。这使得控制平面能够确保调用者被授权访问 `nodes` API 资源或子资源。默认的匿名访问不进行此断言。

缓解措施

  • 使用诸如RBAC 之类的机制限制对 `nodes` API 对象的子资源的访问。仅在需要时（例如由监控服务）授予此访问权限。
  • 限制对 kubelet 端口的访问。只允许指定的受信任 IP 地址范围访问该端口。
  • 确保kubelet 身份验证设置为 Webhook 或证书模式。
  • 确保集群上未启用未经验证的“只读”Kubelet 端口。

etcd API

Kubernetes 集群使用 etcd 作为数据存储。`etcd` 服务侦听 TCP 端口 2379。唯一需要访问的客户端是 Kubernetes API 服务器和您使用的任何备份工具。直接访问此 API 允许披露或修改集群中保存的任何数据。

etcd API 的访问通常由客户端证书身份验证管理。etcd 信任的证书颁发机构颁发的任何证书都允许完全访问 etcd 中存储的数据。

直接访问 etcd 不受 Kubernetes 准入控制的约束，也不会被 Kubernetes 审计日志记录。对 API 服务器的 etcd 客户端证书私钥具有读取访问权限（或可以创建新的受信任客户端证书）的攻击者可以通过访问集群 Secret 或修改访问规则来获得集群管理员权限。即使没有提升其 Kubernetes RBAC 权限，能够修改 etcd 的攻击者也可以检索任何 API 对象或在集群内创建新的工作负载。

许多 Kubernetes 提供商将 etcd 配置为使用相互 TLS（客户端和服务器都验证彼此的证书进行身份验证）。尽管该功能存在，但 etcd API 的授权没有被广泛接受的实现。由于没有授权模型，任何具有 etcd 客户端访问权限的证书都可以用于完全访问 etcd。通常，仅用于健康检查的 etcd 客户端证书也可以授予完全的读写访问权限。

缓解措施

  • 确保 etcd 信任的证书颁发机构仅用于该服务的身份验证。
  • 控制对 etcd 服务器证书的私钥以及 API 服务器的客户端证书和密钥的访问。
  • 考虑在网络级别限制对 etcd 端口的访问，只允许来自指定和受信任 IP 地址范围的访问。

容器运行时套接字

在 Kubernetes 集群中的每个节点上，与容器交互的访问由容器运行时（如果您配置了多个运行时）控制。通常，容器运行时会公开一个 Unix 套接字，kubelet 可以访问该套接字。对该套接字具有访问权限的攻击者可以启动新的容器或与正在运行的容器交互。

在集群级别，此访问的影响取决于运行在受感染节点上的容器是否可以访问攻击者可用于将权限提升到其他工作节点或控制平面组件的 Secret 或其他机密数据。

缓解措施

  • 确保您严格控制对容器运行时套接字的文件系统访问。如果可能，请将此访问权限限制为 `root` 用户。
  • 使用 Linux 内核命名空间等机制将 kubelet 与节点上运行的其他组件隔离。
  • 确保您限制或禁止使用包含容器运行时套接字的`hostPath` 挂载，无论是直接挂载还是通过挂载父目录。此外，`hostPath` 挂载必须设置为只读，以减轻攻击者绕过目录限制的风险。
  • 限制用户对节点的访问，尤其是限制超级用户对节点的访问。
上次修改时间为 2023 年 2 月 6 日上午 9:55 PST：清理 api-server-bypass-risks.md (42e746a379)