好的，各位观众老爷，各位程序猿哥哥姐姐们，今天咱们来聊点刺激的——云原生应用渗透测试：容器逃逸、K8s 集群漏洞与侧向移动！😎
想象一下，你辛辛苦苦搭建了一座坚固的城堡（云原生应用），周围挖了深深的护城河（容器隔离），还布置了精密的防御系统（K8s 集群）。你以为万无一失，高枕无忧了？Too young, too simple! 😈
网络安全的世界里，没有绝对的安全。黑客就像无孔不入的蚊子，总能找到缝隙叮你一口。今天，我们就来模拟一下黑客的视角，看看他们是如何一步步攻破你的城堡，最终把你辛苦积累的财富（数据）洗劫一空的！
第一章：欢迎来到云原生世界！但…这里也充满危险！
云原生应用，听起来是不是很高大上？它就像一个乐高积木，把不同的服务（容器）拼装在一起，通过K8s这个“总指挥”进行管理和调度。好处多多：快速部署、弹性伸缩、高可用性…简直是程序员的福音！
但是，凡事都有两面性。云原生应用的复杂性也带来了新的安全挑战。
- 攻击面扩大： 容器数量众多，任何一个容器的漏洞都可能成为突破口。
- 配置错误： K8s 的配置复杂，稍有不慎就可能留下安全隐患。
- 供应链安全： 容器镜像来自不同的仓库，恶意镜像可能潜伏其中。
所以，别以为上了云就万事大吉，安全这根弦，时刻都要绷紧！
第二章：容器逃逸：从“监狱”到“自由”
容器隔离，是云原生安全的第一道防线。它把应用程序关在一个“小黑屋”（容器）里，限制它访问宿主机和其他容器的资源。理想情况下，容器里的程序应该老老实实待着，不越雷池一步。
但是，总有些不安分的“囚犯”想要越狱！容器逃逸，就是指利用容器自身的漏洞，突破隔离，获得宿主机的权限。
1. 常见的容器逃逸手段：
| 攻击方式 | 原理 | 防御措施 |
|---|---|---|
| 内核漏洞利用 | 容器共享宿主机内核，如果内核存在漏洞，容器内的程序就可以利用漏洞提升权限，甚至控制整个宿主机。 | 及时更新内核版本，修复已知的漏洞。 使用安全加固的内核，例如 grsecurity。* 使用容器安全扫描工具，检测容器镜像是否存在潜在的风险。 |
| Docker Socket 逃逸 | Docker Socket 是 Docker 守护进程的 API 接口，如果容器挂载了 Docker Socket，容器内的程序就可以通过 Docker API 操作宿主机上的其他容器，甚至直接执行命令。 | 避免将 Docker Socket 挂载到容器中。 如果必须挂载，限制容器对 Docker Socket 的访问权限。* 使用 Docker API 认证和授权机制，防止未经授权的访问。 |
| 特权容器 | 特权容器拥有宿主机的所有权限，可以执行任何操作。如果容器被攻破，攻击者就可以利用特权容器控制整个宿主机。 | 尽量避免使用特权容器。 如果必须使用，仔细审查容器的配置，确保容器只拥有必要的权限。* 使用 Pod Security Policies 或 Pod Security Admission 来限制特权容器的使用。 |
| capabilities 滥用 | Linux capabilities 是一种细粒度的权限管理机制，可以给进程赋予特定的权限。如果容器拥有过多的 capabilities，攻击者就可以利用这些 capabilities 提升权限，甚至控制整个宿主机。 | 移除容器不必要的 capabilities。 使用 capabilities 限制工具，例如 capsh。* 使用 seccomp profile 来限制容器可以调用的系统调用。 |
| 不安全的挂载 | 如果容器挂载了宿主机上的敏感目录，例如 /etc/shadow 或 /proc，攻击者就可以读取这些目录下的文件，获取敏感信息，甚至修改系统配置。 |
避免将宿主机上的敏感目录挂载到容器中。 如果必须挂载，使用只读模式挂载。* 使用 AppArmor 或 SELinux 来限制容器对宿主机文件的访问权限。 |
| Cgroups 权限提升 | Cgroups 是 Linux 内核提供的一种资源管理机制，可以限制进程的 CPU、内存等资源的使用。如果容器内的程序可以修改 Cgroups 的配置，攻击者就可以利用 Cgroups 权限提升，突破容器的资源限制，甚至控制整个宿主机。 | 限制容器对 Cgroups 文件的访问权限。 使用 Read-only Root Filesystem，防止容器修改 Cgroups 的配置。 |
| 滥用共享 PID 命名空间 | 当容器共享宿主机的 PID 命名空间时，容器内的进程可以看到宿主机上的所有进程。攻击者可以利用这一点，向宿主机上的进程发送信号，或者利用 ptrace 等工具进行调试，从而获取敏感信息，甚至控制宿主机。 |
避免使用共享 PID 命名空间。 如果必须使用，使用 seccomp profile 来限制容器可以调用的系统调用。 |
| OverlayFS 文件系统漏洞 | OverlayFS 是一种联合文件系统，可以把多个目录合并成一个虚拟的文件系统。如果 OverlayFS 存在漏洞，攻击者就可以利用漏洞修改只读文件系统上的文件，从而突破容器的限制，甚至控制整个宿主机。 | 及时更新内核版本，修复已知的漏洞。 使用其他文件系统，例如 ext4 或 XFS。 |
2. 防御容器逃逸：
- 最小权限原则： 给容器赋予最小的权限，避免使用特权容器。
- 及时更新： 及时更新 Docker、K8s 和操作系统，修复已知的漏洞。
- 安全扫描： 使用容器安全扫描工具，检测容器镜像是否存在安全风险。
- Runtime 安全： 使用 Runtime 安全工具，监控容器的行为，及时发现异常活动。
- 限制Capabilities： 限制容器的Linux Capabilities，只保留必要的权限。
第三章：K8s 集群漏洞：从外围到核心
容器逃逸只是第一步，黑客的目标是整个 K8s 集群！K8s 集群就像一个复杂的生态系统，任何一个组件的漏洞都可能导致整个集群的沦陷。
1. 常见的 K8s 集群漏洞：
- 未授权访问： K8s API Server 是集群的核心组件，如果 API Server 没有进行严格的认证和授权，攻击者就可以直接访问 API Server，获取集群的控制权。
- RBAC 配置错误： RBAC（Role-Based Access Control）是 K8s 的权限管理机制，如果 RBAC 配置错误，攻击者就可以获得超出其权限的操作权限。
- Kubelet 漏洞： Kubelet 是运行在每个节点上的代理，负责管理 Pod。如果 Kubelet 存在漏洞，攻击者就可以利用漏洞控制节点上的 Pod，甚至控制整个节点。
- ETCD 漏洞： ETCD 是 K8s 的数据存储中心，存储了集群的所有配置信息。如果 ETCD 存在漏洞，攻击者就可以读取或修改 ETCD 中的数据，从而控制整个集群。
- 组件漏洞： K8s 集群由多个组件组成，例如 kube-scheduler、kube-controller-manager 等。如果这些组件存在漏洞，攻击者就可以利用漏洞控制这些组件，从而影响整个集群的运行。
2. 防御 K8s 集群漏洞：
- 启用 RBAC： 启用 RBAC，并进行严格的权限配置，确保每个用户和 Service Account 只拥有必要的权限。
- API Server 认证和授权： 对 API Server 进行严格的认证和授权，防止未经授权的访问。
- 网络策略： 使用网络策略，限制 Pod 之间的网络流量，防止横向移动。
- 审计日志： 启用审计日志，记录集群的所有操作，及时发现异常活动。
- 漏洞扫描： 定期进行 K8s 集群的漏洞扫描，及时发现和修复漏洞。
第四章：侧向移动：从一个容器到整个集群
如果黑客成功逃逸了容器，或者攻破了 K8s 集群的某个组件，接下来他们会做什么？当然是扩大战果，进行侧向移动！
侧向移动，是指攻击者在已经攻破的系统上，利用已有的权限，进一步攻击其他系统，最终控制整个网络。
1. 侧向移动的手段：
- 利用 Service Account： K8s 使用 Service Account 来为 Pod 提供身份验证。如果攻击者获得了某个 Pod 的 Service Account Token，就可以利用这个 Token 访问集群的其他资源。
- 利用 SSH 密钥： 如果容器或节点上存储了 SSH 密钥，攻击者就可以利用这些密钥登录到其他服务器。
- 利用共享文件系统： 如果容器或节点之间共享文件系统，攻击者就可以通过共享文件系统传播恶意代码或获取敏感信息。
- 利用网络漏洞： 如果集群内部存在网络漏洞，攻击者就可以利用这些漏洞攻击其他 Pod 或节点。
2. 防御侧向移动：
- 最小权限原则： 给 Service Account 赋予最小的权限，避免使用默认的 Service Account。
- 密钥管理： 使用安全的密钥管理系统，例如 HashiCorp Vault，避免将密钥存储在容器或节点上。
- 网络隔离： 使用网络策略，限制 Pod 之间的网络流量，防止横向移动。
- 多因素认证： 启用多因素认证，增加攻击者登录的难度。
- 入侵检测： 使用入侵检测系统，监控集群内部的网络流量，及时发现异常活动。
第五章：实战演练：模拟一次完整的攻击
说了这么多理论，不如来点实际的！我们来模拟一次完整的攻击，看看黑客是如何一步步攻破我们的云原生应用。
场景：
- 我们有一个 K8s 集群，运行着一个 Web 应用。
- Web 应用存在一个代码执行漏洞。
攻击步骤：
- 利用代码执行漏洞： 攻击者利用 Web 应用的代码执行漏洞，在容器内执行任意命令。
- 容器逃逸： 攻击者利用 Docker Socket 逃逸，获得了宿主机的权限。
- 发现 Service Account Token： 攻击者在宿主机上发现了 Web 应用的 Service Account Token。
- 利用 Service Account Token： 攻击者利用 Service Account Token 访问 K8s API Server，获取集群的信息。
- 侧向移动： 攻击者利用 K8s API Server，创建了一个新的 Pod，并挂载了宿主机的文件系统。
- 控制整个集群： 攻击者通过新创建的 Pod，获得了宿主机的 root 权限，从而控制了整个集群。
防御措施：
- 修复代码执行漏洞： 修复 Web 应用的代码执行漏洞，防止攻击者执行任意命令。
- 限制 Docker Socket 访问： 避免将 Docker Socket 挂载到容器中，如果必须挂载，限制容器对 Docker Socket 的访问权限。
- 最小权限原则： 给 Service Account 赋予最小的权限，避免使用默认的 Service Account。
- 网络策略： 使用网络策略，限制 Pod 之间的网络流量，防止横向移动。
第六章：总结与建议
云原生应用渗透测试是一个复杂而重要的课题。我们需要从多个维度来保护我们的云原生应用，包括容器安全、K8s 集群安全和网络安全。
一些建议：
- DevSecOps： 将安全融入到开发流程中，实现安全左移。
- 自动化： 使用自动化工具进行安全扫描、配置检查和漏洞管理。
- 持续监控： 持续监控集群的安全状态，及时发现和响应安全事件。
- 安全培训： 对开发人员和运维人员进行安全培训，提高安全意识。
最后，记住，安全是一个持续的过程，没有一劳永逸的解决方案。我们需要不断学习和改进，才能更好地保护我们的云原生应用。
希望今天的分享对大家有所帮助！ 祝大家的代码永不宕机，系统永远安全！😄