K8s 中的 API Server 审计日志分析与安全事件响应

好的，各位观众老爷，欢迎来到今天的“Kubernetes 审计日志漫谈：安全事件响应的葵花宝典”讲堂！我是你们的老朋友，江湖人称“代码诗人”的架构师李狗蛋。今天咱们不聊高深的理论，就聊聊Kubernetes（简称K8s）里面那个默默无闻，却关乎生死存亡的家伙——API Server 的审计日志。

开场白：审计日志，安全的“千里眼”和“顺风耳”

各位，咱们把K8s集群想象成一个戒备森严的皇宫。API Server就是皇宫的总管，所有的请求都要经过它。而审计日志，就是总管手里的账本，它记录了谁、在什么时间、做了什么事情。

想象一下，如果皇宫里丢了东西，或者发生了刺杀事件，总管却啥也没记录，那还怎么破案？所以，审计日志的重要性，不言而喻，它是我们安全事件响应的“千里眼”和“顺风耳”。

第一章：审计日志，你了解它吗？

1.1 什么是审计日志？

简单来说，审计日志就是API Server对于所有API请求的记录。这些记录包含了请求者的身份、请求的内容、请求的时间、以及请求的结果等信息。它就像是一个详细的流水账，记录了集群里发生的所有大事小情。

1.2 审计日志长啥样？

审计日志的格式一般是JSON，我们来看一个简单的例子：

{
  "kind": "Event",
  "apiVersion": "audit.k8s.io/v1",
  "stage": "ResponseComplete",
  "requestUri": "/api/v1/namespaces/default/pods",
  "verb": "CREATE",
  "user": {
    "username": "kube-admin",
    "groups": [
      "system:masters"
    ]
  },
  "sourceIPs": [
    "192.168.1.100"
  ],
  "objectRef": {
    "resource": "pods",
    "namespace": "default",
    "name": "my-new-pod",
    "apiVersion": "v1"
  },
  "responseStatus": {
    "code": 201,
    "status": "Created"
  },
  "requestReceivedTimestamp": "2024-01-26T10:00:00.000Z",
  "stageTimestamp": "2024-01-26T10:00:00.100Z"
}

是不是感觉有点像侦探小说里的线索？🔍 我们可以从中提取出以下关键信息：

user.username: 谁发起的请求 (用户)
verb: 做了什么操作 (例如 CREATE, GET, DELETE)
objectRef.resource: 操作了哪个资源 (例如 pods, deployments)
objectRef.namespace: 资源所在的命名空间
responseStatus.code: 请求的结果 (200, 403, 500 等)
sourceIPs: 请求来源IP

1.3 审计策略：记什么，怎么记？

审计策略文件定义了哪些事件应该被记录，以及应该记录多少信息。它就像是总管记录账本的规则手册。一个好的审计策略应该能够平衡安全需求和性能开销。

审计策略可以设置不同的审计级别 (Audit Level)，常见的级别有：

审计级别	说明
None	不记录任何事件。
Metadata	只记录请求的元数据，例如请求者、请求时间、请求的资源等。不记录请求或响应的内容。
Request	记录请求的元数据和请求的内容。
RequestResponse	记录请求的元数据、请求的内容和响应的内容。

举个栗子🌰：

如果我们只想知道谁创建了Pod，而不需要知道Pod的具体配置，那么就可以使用 Metadata 级别。

第二章：审计日志配置：磨刀不误砍柴工

2.1 启用审计日志

首先，我们需要确保API Server启用了审计日志功能。这通常需要在API Server的启动参数中添加以下配置：

--audit-policy-file=/etc/kubernetes/audit-policy.yaml
--audit-log-path=/var/log/kubernetes/audit.log
--audit-log-maxage=30
--audit-log-maxbackup=10
--audit-log-maxsize=100

解释一下这些参数：

--audit-policy-file: 审计策略文件的路径。
--audit-log-path: 审计日志文件的路径。
--audit-log-maxage: 日志保留的最大天数。
--audit-log-maxbackup: 日志文件的最大备份数量。
--audit-log-maxsize: 每个日志文件的最大大小（MB）。

2.2 审计策略文件编写

审计策略文件是控制审计行为的核心。一个好的审计策略应该能够覆盖关键的安全事件，同时避免产生过多的噪音。

下面是一个简单的审计策略文件示例：

apiVersion: audit.k8s.io/v1
kind: Policy
rules:
  - level: Metadata
    users: ["kube-admin"]
    verbs: ["create", "update", "delete"]
    resources:
      - groups: [""]
        resources: ["pods", "services", "deployments"]
  - level: RequestResponse
    users: ["system:serviceaccount:kube-system:default"] #记录 Kube-system 下default账户的操作
    verbs: ["get", "list"]
    resources:
      - groups: [""]
        resources: ["secrets", "configmaps"]
  - level: None
    namespaces: ["kube-system"] # 不记录 Kube-system 命名空间下的事件
    verbs: ["get", "list", "watch"]
    resources:
      - groups: [""]
        resources: ["events"]

这个策略定义了三条规则：

记录 kube-admin 用户对 pods、services 和 deployments 的创建、更新和删除操作，审计级别为 Metadata。
记录 kube-system 命名空间下 default 服务账户对 secrets 和 configmaps 的 get 和 list 操作，审计级别为 RequestResponse。
不记录 kube-system 命名空间下的 events 资源的 get、list 和 watch 操作。

2.3 如何选择合适的审计级别？

选择合适的审计级别需要权衡安全需求和性能开销。

对于高风险的操作，例如创建或删除用户，应该使用 RequestResponse 级别，以便记录完整的请求和响应内容。
对于常规的操作，例如读取Pod的信息，可以使用 Metadata 级别，只记录请求的元数据。
对于一些不重要的操作，例如读取事件，可以使用 None 级别，不记录任何信息。

记住，没有一劳永逸的策略，需要根据实际情况不断调整。 就像厨师调味一样，要不断尝试，才能找到最合适的配方。

第三章：审计日志分析：大海捞针的艺术

有了审计日志，并不意味着万事大吉。我们需要从中提取有用的信息，才能发现潜在的安全威胁。这就像在大海捞针一样，需要一定的技巧。

3.1 日志收集与存储

首先，我们需要将审计日志收集起来，并存储到一个集中的地方。常见的方案包括：

使用 Fluentd/Fluent Bit: 将审计日志发送到 Elasticsearch 或其他日志存储系统。
使用 Falco: 一个云原生的运行时安全项目，可以实时分析审计日志，并发出警报。

3.2 日志分析工具

有了日志数据，我们需要使用工具来分析它们。常用的工具有：

Elasticsearch/Kibana: 强大的日志搜索和可视化工具。
Prometheus/Grafana: 用于监控和告警的工具，可以基于审计日志创建自定义的指标。
Security Information and Event Management (SIEM) 系统: 专业的安全分析工具，可以关联多个数据源，进行高级威胁检测。

3.3 常见的安全事件分析场景

未授权访问: 发现未经授权的用户或服务账户访问了敏感资源。
恶意代码执行: 发现有Pod执行了可疑的命令或脚本。
数据泄露: 发现有敏感数据被非法导出或泄露。
权限提升: 发现有用户或服务账户尝试提升自己的权限。
异常行为: 发现有用户或服务账户的行为模式发生了变化，例如突然访问了大量的资源。

举个栗子🌰：

假设我们想查找所有删除Pod的事件，可以使用以下Kibana查询：

{
  "query": {
    "bool": {
      "must": [
        { "match": { "verb": "DELETE" } },
        { "match": { "objectRef.resource": "pods" } }
      ]
    }
  }
}

这个查询会返回所有 verb 为 DELETE 且 objectRef.resource 为 pods 的审计日志。

第四章：安全事件响应：亡羊补牢，犹未晚矣

发现了安全事件，下一步就是采取行动。安全事件响应是一个复杂的过程，需要快速、果断地采取措施，以防止事态进一步恶化。

4.1 事件响应流程

一个典型的安全事件响应流程包括以下几个步骤：

识别 (Identification): 发现并确认安全事件。
遏制 (Containment): 阻止事件蔓延，例如隔离受影响的Pod或节点。
根除 (Eradication): 消除事件的根源，例如修复漏洞或删除恶意代码。
恢复 (Recovery): 恢复受影响的系统和数据。
总结 (Lessons Learned): 分析事件原因，改进安全策略和流程，防止类似事件再次发生。

4.2 常见的响应措施

隔离受影响的Pod或节点: 防止恶意代码扩散。
禁用或删除恶意用户或服务账户: 阻止其继续执行恶意操作。
回滚到之前的版本: 恢复受损的系统和数据。
修复漏洞: 防止攻击者再次利用漏洞。
加强访问控制: 限制用户和服务账户的权限。

4.3 自动化响应

手动响应安全事件往往效率低下，容易出错。因此，我们需要尽可能地实现自动化响应。

使用 Falco: 可以配置 Falco 在检测到安全事件时自动执行操作，例如杀死Pod或发送通知。
使用 Kubernetes Operators: 可以编写自定义的Operator来响应特定的安全事件。

第五章：安全加固建议：防患于未然

与其亡羊补牢，不如防患于未然。以下是一些K8s安全加固的建议：

最小权限原则: 只给用户和服务账户必要的权限。
网络策略: 限制Pod之间的网络流量，防止横向渗透。
Pod安全策略 (PSP) / Pod Security Admission (PSA): 限制Pod的权限，防止恶意代码执行。
镜像扫描: 定期扫描镜像，发现潜在的漏洞。
漏洞管理: 及时修复已知漏洞。
多因素认证 (MFA): 提高用户身份验证的安全性。
定期审计: 定期审查安全策略和配置，确保其有效性。

第六章：总结：安全之路，永无止境

各位，今天的讲座就到这里了。希望大家对K8s的审计日志有了更深入的了解。记住，安全是一个持续不断的过程，需要我们时刻保持警惕，不断学习和改进。

最后，送给大家一句至理名言：

“代码写得再好，安全没做好，一切都是白搭！” 🤣

感谢大家的聆听，下课！ 👏

(补充说明：)

这篇文章试图用比较轻松幽默的方式来讲解K8s审计日志，避免过于枯燥。
例子相对简单，但可以作为入门的参考。
实际生产环境中，审计日志的配置和分析会更加复杂，需要根据具体情况进行调整。
强烈建议大家在实际环境中进行实验，加深理解。
务必参考官方文档，了解最新的安全建议和最佳实践。

希望这篇文章对您有所帮助！如果您觉得有用，请点赞、评论、分享！ 😊

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