云原生安全审计与日志管理：基于 Kubernetes Audit Logs

好的，各位观众老爷，早上好！中午好！晚上好！🎉 欢迎来到今天的“云原生安全审计与日志管理：基于 Kubernetes Audit Logs”脱口秀！我是你们的老朋友，人称Bug终结者的程序猿老王。

今天咱们不谈情怀，不聊架构，就聊聊云原生世界里那些让你抓耳挠腮，夜不能寐的安全问题！特别是那个藏在 Kubernetes 背后，默默记录一切的“小本本”—— Kubernetes Audit Logs，也就是审计日志。

第一幕：风起云涌，危机四伏

话说这云原生时代，就像一个热闹非凡的大集市，各种应用争奇斗艳，微服务你侬我侬。Kubernetes 作为这个集市的“城管”，负责管理一切。但是，集市大了，难免鱼龙混杂，各种安全风险也随之而来。

黑客入侵： 别以为上了云就万事大吉，黑客蜀黍们可不是吃素的。他们会想方设法突破你的防线，盗取你的数据，甚至控制你的集群。
内部作案： 堡垒最容易从内部攻破，有些心怀鬼胎的员工，可能会利用权限偷偷搞事情，比如删除重要资源，篡改配置等等。
配置错误： 人非圣贤，孰能无过？配置错误也是安全事故的一大元凶。比如，暴露了敏感端口，忘记了设置访问控制，都可能给黑客留下可乘之机。

面对这些风险，咱们不能坐以待毙，必须擦亮眼睛，时刻警惕。而 Kubernetes Audit Logs，就像一个忠实的“监控探头”，默默记录着集群里发生的一切，为我们提供了宝贵的安全线索。

第二幕：解密 Audit Logs，洞悉一切

那么，这个 Audit Logs 到底是个什么玩意儿呢？它其实就是一个详细记录 Kubernetes API 服务器接收到的所有请求的日志。它记录了谁（User），在什么时间（Timestamp），对什么资源（Resource），做了什么操作（Verb），结果如何（Response Status）。

User: 谁发起的请求？是管理员，还是某个应用？
Timestamp: 请求发生的时间，精确到毫秒。
Resource: 操作的对象，比如 Pod，Service，Deployment等等。
Verb: 操作类型，比如 Create，Update，Delete，Get等等。
Response Status: 请求是否成功，返回的状态码是什么。

举个例子，如果有人偷偷删除了你的一个 Pod，Audit Logs 就会记录下如下信息：

{
  "kind": "Event",
  "apiVersion": "audit.k8s.io/v1",
  "stage": "ResponseComplete",
  "requestReceivedTimestamp": "2023-10-27T08:00:00.000Z",
  "stageTimestamp": "2023-10-27T08:00:00.100Z",
  "verb": "delete",
  "user": {
    "username": "evil_hacker",
    "groups": [
      "system:authenticated"
    ]
  },
  "objectRef": {
    "resource": "pods",
    "namespace": "default",
    "name": "my-precious-pod"
  },
  "responseStatus": {
    "status": "Success",
    "code": 200
  }
}

看到没？这个日志清清楚楚地告诉我们，有个叫 "evil_hacker" 的家伙，在 2023-10-27T08:00:00 删除了 "default" 命名空间下的 "my-precious-pod"。简直是铁证如山！ 🕵️‍♀️

第三幕：Audit Policy，规则至上

想要让 Audit Logs 真正发挥作用，我们需要配置 Audit Policy。Audit Policy 就像一个“过滤器”，决定哪些事件需要记录，哪些事件可以忽略。

Audit Policy 主要由以下几个部分组成：

Rules: 定义了哪些事件需要被记录。每条 Rule 包含以下信息：
- level：日志级别，决定了记录的详细程度。级别越高，记录的信息越多。常见的级别有：None (不记录), Metadata (只记录元数据), Request (记录请求体), RequestResponse (记录请求体和响应体)。
- verbs：需要记录的操作类型，比如 create，update，delete 等等。
- resources：需要记录的资源类型，比如 pods，services，deployments 等等。
- users：需要记录的用户，可以根据用户名或用户组进行过滤。
- namespaces：需要记录的命名空间。
- omitStages：指定不记录的阶段，比如 RequestReceived (请求接收阶段)。
Omission Rules: 定义了哪些事件可以被忽略，可以用来减少日志量。
Backends: 指定日志的存储方式，可以存储到文件，也可以发送到外部服务。

一个简单的 Audit Policy 示例：

apiVersion: audit.k8s.io/v1
kind: Policy
metadata:
  name: default
rules:
  - level: Metadata
    verbs: ["create", "update", "delete"]
    resources:
      - groups: [""]
        resources: ["pods", "services", "deployments"]
  - level: RequestResponse
    users: ["system:admin"]
    verbs: ["get", "list", "watch"]
    resources:
      - groups: [""]
        resources: ["secrets", "configmaps"]
omitStages:
  - "RequestReceived"

这个 Policy 规定：

记录所有 Pods, Services, Deployments 的创建、更新、删除操作，只记录元数据。
记录 "system:admin" 用户对 Secrets 和 ConfigMaps 的 Get, List, Watch 操作，记录请求体和响应体。
忽略所有事件的 "RequestReceived" 阶段。

配置 Audit Policy 的方法很简单，只需要将 Policy 文件保存到 Kubernetes 集群中，然后在 kube-apiserver 的启动参数中指定 Policy 文件的路径即可。

kube-apiserver --audit-policy-file=/path/to/audit-policy.yaml ...

友情提示： Audit Policy 的配置至关重要，需要根据实际情况进行调整。配置不当可能会导致日志量过大，影响集群性能，也可能导致关键信息被忽略，无法及时发现安全问题。 🧐

第四幕：日志管理，化繁为简

有了 Audit Logs，我们还需要进行有效的管理，才能真正发挥其价值。

集中存储： 将所有 Kubernetes 集群的 Audit Logs 集中存储到一个地方，方便统一分析和管理。
日志分析： 使用专业的日志分析工具，对 Audit Logs 进行分析，发现潜在的安全风险。
告警： 设置告警规则，当检测到可疑行为时，及时发出告警，通知相关人员进行处理。
可视化： 将 Audit Logs 以可视化的方式呈现出来，方便快速了解集群的安全状况。

常用的日志管理工具：

工具名称	功能特点	适用场景
Elasticsearch + Kibana	强大的搜索和分析能力，丰富的可视化功能，易于扩展。	需要对大量日志进行分析和可视化，对搜索性能要求较高的场景。
Splunk	企业级的日志管理和分析平台，功能强大，但价格昂贵。	对日志管理和分析有较高要求的企业级用户。
Graylog	开源的日志管理平台，功能完善，易于使用。	适用于中小型企业或个人用户。
Loki	Promtail + Loki + Grafana 的组合，专门为云原生环境设计，性能高效，成本低廉。	适用于云原生环境，对性能和成本有较高要求的场景。

一个简单的告警规则示例：

假设我们想监控是否有用户尝试删除 "kube-system" 命名空间下的 Pod，可以使用如下告警规则：

apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: PrometheusRule
metadata:
  name: kube-system-pod-deletion
  namespace: monitoring
spec:
  groups:
  - name: kubernetes-security
    rules:
    - alert: KubeSystemPodDeletion
      expr: |
        count_over_time(
          {job="kubernetes-audit", verb="delete", namespace="kube-system", resource="pods"}
          [5m]
        ) > 0
      for: 1m
      labels:
        severity: critical
      annotations:
        summary: "Kube-system Pod deletion detected"
        description: "A user has attempted to delete a Pod in the kube-system namespace."

这个规则表示：如果在 5 分钟内，检测到有删除 "kube-system" 命名空间下 Pod 的操作，就触发告警。告警级别为 "critical"，告警摘要为 "Kube-system Pod deletion detected"。

第五幕：最佳实践，安全护航

最后，我们来总结一下 Kubernetes Audit Logs 的最佳实践：

启用 Audit Logs: 务必启用 Audit Logs，这是安全审计的基础。
配置合适的 Audit Policy: 根据实际需求，配置合适的 Audit Policy，避免日志量过大或关键信息被忽略。
集中存储 Audit Logs: 将所有 Kubernetes 集群的 Audit Logs 集中存储到一个地方，方便统一分析和管理。
使用专业的日志分析工具: 使用专业的日志分析工具，对 Audit Logs 进行分析，发现潜在的安全风险。
设置告警规则: 设置告警规则，当检测到可疑行为时，及时发出告警，通知相关人员进行处理。
定期审查 Audit Logs: 定期审查 Audit Logs，了解集群的安全状况，及时发现和解决安全问题。
保护 Audit Logs 的安全: Audit Logs 包含敏感信息，需要采取措施保护其安全，防止被篡改或泄露。

表格总结：

实践	描述	收益
启用 Audit Logs	开启 Kubernetes Audit Logs 功能，记录集群中的所有 API 请求。	提供了安全审计的基础，方便追踪安全事件，及时发现和解决安全问题。
配置 Audit Policy	根据实际需求，配置合适的 Audit Policy，过滤掉不必要的日志，只记录关键信息。	减少日志量，提高分析效率，避免因日志量过大而影响集群性能。
集中存储日志	将所有 Kubernetes 集群的 Audit Logs 集中存储到一个地方，方便统一分析和管理。	方便统一分析和管理，提高效率，减少维护成本。
使用日志分析工具	使用专业的日志分析工具，对 Audit Logs 进行分析，发现潜在的安全风险。	提高分析效率，及时发现安全风险，减少人工分析的负担。
设置告警规则	设置告警规则，当检测到可疑行为时，及时发出告警，通知相关人员进行处理。	及时发现安全问题，减少损失。
定期审查日志	定期审查 Audit Logs，了解集群的安全状况，及时发现和解决安全问题。	持续改进安全策略，提高集群的安全性。
保护日志安全	采取措施保护 Audit Logs 的安全，防止被篡改或泄露。	确保日志的完整性和可靠性，防止被恶意篡改或利用。

结语：

各位观众老爷，今天的脱口秀就到这里了。希望通过今天的讲解，大家能够对 Kubernetes Audit Logs 有更深入的了解，并能够将其应用到实际工作中，为云原生安全保驾护航！记住，安全无小事，时刻保持警惕，才能在云原生世界里驰骋纵横！

谢谢大家！我们下期再见！ 🍻

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