Kubernetes安全[编辑 | 编辑源代码]

介绍[编辑 | 编辑源代码]

Kubernetes安全是保障集群资源、工作负载和用户访问权限的关键领域。它涵盖身份认证（Authentication）、授权（Authorization）、网络策略（Network Policies）、机密管理（Secrets Management）和运行时安全（Runtime Security）等核心机制。通过合理配置这些组件，可以防止未授权访问、数据泄露和恶意攻击。

核心安全机制[编辑 | 编辑源代码]

1. 身份认证（Authentication）[编辑 | 编辑源代码]

Kubernetes支持多种认证方式：

**客户端证书**：基于X.509证书的认证。
**Bearer Tokens**：用于ServiceAccount或OIDC集成。
**Webhook**：委托外部服务验证身份。

示例：查看当前用户凭据

  
kubectl config view --minify --raw

2. 授权（Authorization）[编辑 | 编辑源代码]

通过RBAC（基于角色的访问控制）定义权限：

**Role**：命名空间内的权限集合。
**ClusterRole**：集群范围的权限。
**RoleBinding/ClusterRoleBinding**：将角色绑定到用户或组。

示例：创建只读角色

  
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1  
kind: Role  
metadata:  
  namespace: default  
  name: pod-reader  
rules:  
- apiGroups: [""]  
  resources: ["pods"]  
  verbs: ["get", "watch", "list"]

3. 网络策略（Network Policies）[编辑 | 编辑源代码]

限制Pod间通信的规则，需CNI插件支持（如Calico）。

示例：禁止所有入站流量

  
apiVersion: networking.k8s.io/v1  
kind: NetworkPolicy  
metadata:  
  name: deny-all-ingress  
spec:  
  podSelector: {}  
  policyTypes: ["Ingress"]

4. 机密管理（Secrets）[编辑 | 编辑源代码]

敏感数据（如密码、API密钥）应通过Secrets存储，而非直接写入配置。

示例：创建Secret

  
echo -n 'admin' | base64  # 输出：YWRtaW4=  
echo -n 'password123' | base64  # 输出：cGFzc3dvcmQxMjM=

  
apiVersion: v1  
kind: Secret  
metadata:  
  name: db-secret  
type: Opaque  
data:  
  username: YWRtaW4=  
  password: cGFzc3dvcmQxMjM=

5. Pod安全策略（PSP）与替代方案[编辑 | 编辑源代码]

PSP（已弃用）可通过PodSecurity Admission替代，限制Pod权限：

**Restricted**：禁止特权模式。
**Baseline**：允许部分低风险权限。

实际案例[编辑 | 编辑源代码]

场景：多租户隔离[编辑 | 编辑源代码]

通过组合RBAC和NetworkPolicy实现： 1. 为每个租户创建独立命名空间。 2. 使用RBAC限制租户只能访问自身命名空间。 3. 配置NetworkPolicy阻止跨租户Pod通信。

安全最佳实践[编辑 | 编辑源代码]

启用审计日志（Audit Logging）监控关键操作。
定期轮换证书和密钥。
使用PodSecurityContext限制容器权限：

  
  securityContext:  
    runAsNonRoot: true  
    allowPrivilegeEscalation: false

数学表达[编辑 | 编辑源代码]

在加密场景中，密钥强度常通过熵衡量： $H = - \sum_{i = 1}^{n} P (x_{i}) \log_{2} P (x_{i})$ 其中 $H$ 为熵值， $P (x_{i})$ 为符号出现概率。

总结[编辑 | 编辑源代码]

Kubernetes安全需要多层次防御，从认证授权到运行时隔离。通过合理配置RBAC、NetworkPolicy和Secrets，结合持续监控，可显著降低集群风险。初学者应从最小权限原则出发，逐步实践高级策略如mTLS和OPA（Open Policy Agent）。