发布于 由admin

容器镜像安全签名与验证：Notary, Sigstore 实践

各位观众老爷，技术宅男，以及屏幕前的漂亮小姐姐们，大家好！我是你们的老朋友，江湖人称“代码诗人”的程序猿大叔！今天，咱们来聊聊一个既重要又略显神秘的话题：容器镜像的安全签名与验证！

想象一下，你精心打造了一个容器镜像，里面跑着你呕心沥血写的代码，准备部署上线，大展拳脚。结果呢？被人偷偷摸摸地塞了点“料”，加了点“私货”，等你发现的时候，黄花菜都凉了！这简直比被绿了还难受！

所以啊，在容器化的世界里，安全问题绝对是头等大事！我们要像呵护初恋一样，保护好我们的容器镜像，确保它们的身家清白，血统纯正。而容器镜像的安全签名与验证，就是保护它们的金钟罩、铁布衫！

今天，我们就来深入探讨两种主流的方案：Notary 和 Sigstore。我会用最通俗易懂的语言，最幽默风趣的比喻，带你彻底搞懂它们，让你在容器安全的世界里横着走！😎

一、容器镜像安全签名与验证：为什么要这么折腾？

首先，我们得明白，为什么要对容器镜像进行签名和验证？难道只是为了装X吗？当然不是！

咱们打个比方：你网购了一件商品，快递小哥送到你手上的时候，你肯定要验货吧？看看是不是你买的，有没有被掉包，有没有损坏。容器镜像的安全签名与验证，就相当于这个验货的过程。

  • 防篡改： 确保镜像没有被恶意修改，里面的代码还是你当初打包的那个版本，没有被偷偷塞入恶意代码。
  • 身份验证： 确认镜像的发布者是可信的，是官方发布的，而不是某个黑客伪造的。
  • 来源可追溯： 能够追踪镜像的来源，知道是谁发布的，什么时候发布的，出了问题可以找到责任人。

总而言之，容器镜像的安全签名与验证，是为了确保我们运行的容器镜像，是安全可靠的，值得信任的。就像给你的软件穿上了一件防弹衣，让你安心部署，高枕无忧。

二、Notary：老牌劲旅，久经考验

Notary 可以说是容器镜像签名领域的“老牌劲旅”了。它由 Docker 公司主导开发，是 CNCF (Cloud Native Computing Foundation) 的孵化项目。

Notary 的核心思想是：将镜像的摘要（Digest）进行签名，然后将签名和镜像的元数据存储在一个可信的存储库中。

咱们再打个比方：Notary 就像一个公证处，它会对你的容器镜像进行“公证”，证明你的镜像是“正品”。

Notary 的工作流程大致如下：

  1. 生成密钥对： 首先，你需要生成一对密钥，一个私钥用于签名，一个公钥用于验证。
  2. 生成摘要： 对你的容器镜像进行哈希运算，生成一个唯一的摘要（Digest）。这个摘要就像镜像的“指纹”，任何修改都会导致摘要发生变化。
  3. 签名： 使用私钥对摘要进行签名，生成一个签名文件。
  4. 上传签名： 将签名文件和镜像的元数据（例如镜像名称、标签等）上传到 Notary 服务器。
  5. 验证： 在拉取镜像的时候，客户端会从 Notary 服务器下载签名文件，然后使用公钥对签名进行验证。如果验证通过，就说明镜像没有被篡改，可以安全使用。

Notary 的优点：

  • 成熟稳定： 经过多年的发展，Notary 已经非常成熟稳定，在生产环境中得到了广泛的应用。
  • 与 Docker 集成： Notary 与 Docker 紧密集成，使用起来比较方便。
  • 支持多种存储后端： Notary 支持多种存储后端，例如本地文件系统、MySQL、PostgreSQL 等。

Notary 的缺点：

  • 配置复杂： Notary 的配置相对复杂，需要搭建 Notary 服务器，配置 TLS 证书等。
  • 密钥管理： Notary 的密钥管理比较麻烦，需要妥善保管私钥，防止泄露。
  • 信任模型： Notary 的信任模型是基于“Root of Trust”，一旦 Root 密钥泄露，整个信任链就会崩溃。

用表格总结一下 Notary 的优缺点：

特性 优点 缺点
成熟度 成熟稳定，久经考验 配置复杂，需要搭建 Notary 服务器
集成性 与 Docker 集成 密钥管理麻烦，需要妥善保管私钥
存储后端 支持多种存储后端 信任模型基于 Root of Trust，一旦 Root 密钥泄露，整个信任链就会崩溃

三、Sigstore：后起之秀，未来可期

Sigstore 是一个新兴的开源项目，由 Google、Red Hat、Linux Foundation 等公司共同发起。它的目标是：让软件签名变得更加简单、安全、透明。

Sigstore 的核心思想是：使用短期的、无密钥的签名，结合透明日志，实现软件的防篡改和身份验证。

咱们再打个比方：Sigstore 就像一个“数字身份证”系统，它会给你颁发一个临时的“身份证”，用于证明你的身份。

Sigstore 的工作流程大致如下：

  1. 获取证书： 使用 OIDC (OpenID Connect) 协议，从一个可信的身份提供商（例如 Google、GitHub）获取一个短期的证书。
  2. 签名： 使用证书对容器镜像进行签名，生成一个签名文件。
  3. 上传签名： 将签名文件和容器镜像的元数据上传到 Sigstore 的透明日志中。
  4. 验证： 在拉取镜像的时候，客户端会从 Sigstore 的透明日志中下载签名文件，然后使用证书对签名进行验证。如果验证通过，就说明镜像没有被篡改，可以安全使用。

Sigstore 的优点：

  • 易于使用： Sigstore 的使用非常简单，不需要手动生成和管理密钥。
  • 安全性高： Sigstore 使用短期的、无密钥的签名，可以有效防止密钥泄露和重放攻击。
  • 透明性： Sigstore 的所有签名都会记录在透明日志中，任何人都可以审计和验证。

Sigstore 的缺点：

  • 不够成熟： Sigstore 还是一个比较新的项目，不够成熟，在生产环境中应用还比较少。
  • 依赖 OIDC： Sigstore 依赖 OIDC 协议，需要与身份提供商集成。
  • 性能问题： Sigstore 的透明日志可能会带来一定的性能问题。

用表格总结一下 Sigstore 的优缺点：

特性 优点 缺点
成熟度 新兴项目，未来可期 不够成熟，在生产环境中应用还比较少
易用性 使用简单，无需手动生成和管理密钥 依赖 OIDC 协议，需要与身份提供商集成
安全性 使用短期的、无密钥的签名，安全性高 透明日志可能会带来一定的性能问题
透明性 所有签名都会记录在透明日志中，任何人都可以审计和验证

四、Notary vs. Sigstore：谁是你的菜？

Notary 和 Sigstore 都是优秀的容器镜像签名方案，各有优缺点。那么，到底该选择哪个呢？

这取决于你的具体需求和场景。

  • 如果你追求稳定性和成熟度，并且已经在使用 Docker，那么 Notary 是一个不错的选择。 毕竟是老牌劲旅，经过了市场的检验，用起来也比较放心。
  • 如果你追求易用性和安全性，并且希望拥抱未来的技术趋势，那么 Sigstore 值得你尝试。 毕竟是后起之秀，代表了未来的发展方向，用起来也比较酷炫。

当然，你也可以将两者结合起来使用，发挥各自的优势，构建一个更加安全可靠的容器镜像签名系统。

五、实战演练：让签名与验证不再遥远

说了这么多理论，咱们来点实际的。下面，我将分别演示如何使用 Notary 和 Sigstore 对容器镜像进行签名和验证。

1. Notary 实战：

  • 安装 Notary：

    # 下载 Notary 客户端
wget https://github.com/theupdateframework/notary/releases/download/v1.0.1/notary_1.0.1_linux_amd64.tar.gz
# 解压
tar -zxvf notary_1.0.1_linux_amd64.tar.gz
# 移动到 /usr/local/bin 目录
sudo mv notary /usr/local/bin/

  • 配置 Notary 服务器： （这里省略，具体可以参考 Notary 官方文档）

  • 签名镜像：

    # 登录 Notary 服务器
notary -s https://notary.example.com -d ~/.docker/trust sign your-registry.com/your-image:latest
# 输入密码

  • 验证镜像：

    # 配置 Docker 信任仓库
echo "{"credsStore": """, "trustStore": """, "insecure-registries": ["your-registry.com"]}" > ~/.docker/config.json
# 拉取镜像
docker pull your-registry.com/your-image:latest

2. Sigstore 实战：

  • 安装 Cosign：

    # 下载 Cosign 客户端
wget https://github.com/sigstore/cosign/releases/download/v1.12.0/cosign_1.12.0_linux_amd64
# 赋予执行权限
chmod +x cosign_1.12.0_linux_amd64
# 移动到 /usr/local/bin 目录
sudo mv cosign_1.12.0_linux_amd64 /usr/local/bin/cosign

  • 签名镜像：

    # 使用 Cosign 签名镜像
cosign sign your-registry.com/your-image:latest
# Cosign 会自动打开浏览器，让你登录 GitHub 或 Google 账号

  • 验证镜像：

    # 使用 Cosign 验证镜像
cosign verify your-registry.com/your-image:latest

六、总结与展望：容器安全，任重道远

今天，我们一起学习了容器镜像的安全签名与验证，了解了 Notary 和 Sigstore 这两种主流的方案。

容器安全是一个永恒的话题，随着容器技术的不断发展，新的安全挑战也会不断涌现。我们需要不断学习，不断探索，才能确保我们的容器环境安全可靠。

希望今天的分享能够帮助你更好地理解容器镜像的安全签名与验证，让你在容器安全的世界里更加游刃有余。

最后，祝大家代码无 Bug，生活愉快！我们下期再见！👋

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注