K8s: 运行Pod时的root用户和非root用户的安全相关配置

关于 root 用户

1 ）概述

• docker 容器运行起来，默认是 root 用户
• 这样运行起来后，基本不会遇到权限相关问题
• 带来的问题是: 权限过大，被攻击后会遇到严峻挑战
• 基于这个问题，K8s提出了特权用户的概念
• 在容器启动时，虽然启动的是 root 用户，但是不具备所有root功能
• 只是一个映射的root用户，如果不开启 privilege 试图修改系统关键信息
• 是会报错的，加上 --privilege 之后，就是一个特权用户，就可以进行修改

2 ）正常场景

• $ docker run -it busybox sh
• $ whoami 这里显示 root
• $ id -u 0
• $ hostname db3437d25c87
• $ sysctl kernel.hostname=wwwwwwww sysctl: error setting key ‘kernel.hostname’: Read-only file system

3 ）启用 privileged

• $ docker run -it --privileged busybox sh
• $ sysctl kernel.hostname=wwwwwwww kernel.hostname = wwwwwwww
• $ hostname wwwwwwww

4 ）在 yaml 中配置 securityContext 和 privileged

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    securityContext:
      privileged: true

非 root 用户

• 对容器越权访问控制，K8s 提供 securityContext 这一概念
• 它提供一个非root用户运行容器的能力
• 容器对root用户本身是有一定自我保护能力的
• root权限太大，更安全方式是设定好用户和组来运行

1 ）先不进行权限处理

• 默认是root权限，但是root权限本身收到一定的限制
• 但是root总是不太安全的
• security.yaml

  apiVersion: v1  
  kind: Pod  
  metadata:
    name: security-context  
    labels:  
      name: security-context  
  spec:  
    volumes:  
      - name: security  
        emptyDir: {} # 这是一个 Pod 内部的临时目录  
    containers:  
      - name: busybox  
        image: busybox  
        command: ["sh", "-c", "sleep 1h"]  
        resources:  
          limits:  
            memory: "64Mi"  
            cpu: "500m"  
        volumeMounts:  
          - name: security # 注意，这个名字需要与卷定义中的 name 匹配  
            mountPath: /data/demo  
        securityContext:  
          privileged: false # 是否以特权模式运行容器  
          allowPrivilegeEscalation: false # 是否允许权限提升
  

• $ kubectl apply -f security.yaml 创建 pod

  pod/security-context created
  

• $ kubectl get pod -w | grep secu 查询 pod 状态

  security-context   1/1     Running            0                 21s
  

• $ kubectl exec -it security-context -- sh 进入容器(pod内一个容器不用-c指定)
• $ id 查看 id 信息

  uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root),10(wheel)
  

• $ ps 查看进程

  PID   USER     TIME  COMMAND
      1 root      0:00 sh -c sleep 1h
     12 root      0:00 sh
     19 root      0:00 ps
  

• $ cd /data/demo && ls -la

  total 0
  drwxrwxrwx    2 root     root             6 Apr 19 04:25 .
  drwxr-xr-x    3 root     root            18 Apr 19 04:26 ..
  

• 好，从上面可以看到都是 root 权限，现在我们进行修改

2 ）添加 securityContext 配置

• 要为 Pod 设置安全性设置，可在 Pod 规约中包含 securityContext 字段
• 为 Pod 所设置的安全性配置会应用到 Pod 中所有 Container 上
• 清理刚才的pod, 并对之前 yaml 文件进行编辑
• 在 security.yaml 中添加 securityContext 更多的配置
• 注意这个配置的位置，在 spec 下面第一个位置

  spec:
    securityContext:
      runAsUser: 1000
      runAsGroup: 3000
      fsGroup: 2000
  

  • 在配置文件中， runAsUser 字段指定 Pod 中的所有容器内的进程都使用用户 ID 1000 来运行
  • runAsGroup 字段指定所有容器中的进程都以主组 ID 3000 来运行
  • 如果忽略此字段，则容器的主组 ID 将是 root（0）
  • 当 runAsGroup 被设置时，所有创建的文件也会划归用户 1000 和组3000
  • 由于 fsGroup被设置，容器中所有进程也会是附组 ID 2000 的一部分
  • 卷 /data/demo 及在该卷中创建的任何文件的属主都会是组 ID 2000
• 重新运行起来后，进入容器
• $ kc exec -it security-context -- sh
• $ id

  uid=1000 gid=3000 groups=2000,3000
  

  • 你会看到 gid 值为 3000，也就是 runAsGroup 字段的值
  • 如果 runAsGroup 被忽略，则 gid 会取值 0（root）
  • 而进程就能够与 root 用户组所拥有以及要求 root 用户组访问权限的文件交互
• $ ps

  PID   USER     TIME  COMMAND
      1 1000      0:00 sh -c sleep 1h
      7 1000      0:00 sh
     15 1000      0:00 ps
  

• $ cd /data/demo && ls -la

  total 0
  drwxrwsrwx    2 root     2000             6 Apr 19 04:42 .
  drwxr-xr-x    3 root     root            18 Apr 19 04:42 ..
  

• 从上面可以看到用户权限变更了，这样在受到攻击的时候，会尽可能减少损失