容器与服务器安全性 容器与服务器安全性的关系

常见的容器安全威胁有哪些？

以Docker 容器的安全问题为例

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(1) Docker 自身安全

Docker 作为一款容器引擎，本身也会存在一些安全漏洞，CVE 目前已经记录了多项与 Docker 相关的安全漏洞，主要有权限提升、信息泄露等几类安全问题。

(2) 镜像安全

由于Docker 容器是基于镜像创建并启动，因此镜像的安全直接影响到容器的安全。具体影响镜像安全的总结如下。

镜像软件存在安全漏洞：由于容器需要安装基础的软件包，如果软件包存在漏洞，则可能会被不法分子利用并且侵入容器，影响其他容器或主机安全。

仓库漏洞：无论是Docker 官方的镜像仓库还是我们私有的镜像仓库，都有可能被攻击，然后篡改镜像，当我们使用镜像时，就可能成为攻击者的目标对象。

用户程序漏洞：用户自己构建的软件包可能存在漏洞或者被植入恶意脚本，这样会导致运行时提权影响其他容器或主机安全。

(3) Linux 内核隔离性不够

尽管目前Namespace 已经提供了非常多的资源隔离类型，但是仍有部分关键内容没有被完全隔离，其中包括一些系统的关键性目录（如 /sys、/proc 等），这些关键性的目录可能会泄露主机上一些关键性的信息，让攻击者利用这些信息对整个主机甚至云计算中心发起攻击。

而且仅仅依靠Namespace 的隔离是远远不够的，因为一旦内核的 Namespace 被突破，使用者就有可能直接提权获取到主机的超级权限，从而影响主机安全。

(4) 所有容器共享主机内核

由于同一宿主机上所有容器共享主机内核，所以攻击者可以利用一些特殊手段导致内核崩溃，进而导致主机宕机影响主机上其他服务。

既然容器有这么多安全上的问题，那么我们应该如何做才能够既享受到容器的便利性同时也可以保障容器安全呢？下面我带你来逐步了解下如何解决容器的安全问题。

如何解决容器的安全问题？

(1) Docker 自身安全性改进

事实上，Docker 从 2013 年诞生到现在，在安全性上面已经做了非常多的努力。目前 Docker 在默认配置和默认行为下是足够安全的。

Docker 自身是基于 Linux 的多种 Namespace 实现的，其中有一个很重要的 Namespace 叫作 User Namespace，User Namespace 主要是用来做容器内用户和主机的用户隔离的。在过去容器里的 root 用户就是主机上的 root 用户，如果容器受到攻击，或者容器本身含有恶意程序，在容器内就可以直接获取到主机 root 权限。Docker 从 1.10 版本开始，使用 User Namespace 做用户隔离，实现了容器中的 root 用户映射到主机上的非 root 用户，从而大大减轻了容器被突破的风险。

因此，我们尽可能地使用Docker 最新版本就可以得到更好的安全保障。

(2) 保障镜像安全

为保障镜像安全，我们可以在私有镜像仓库安装镜像安全扫描组件，对上传的镜像进行检查，通过与CVE 数据库对比，一旦发现有漏洞的镜像及时通知用户或阻止非安全镜像继续构建和分发。同时为了确保我们使用的镜像足够安全，在拉取镜像时，要确保只从受信任的镜像仓库拉取，并且与镜像仓库通信一定要使用 HTTPS 协议。

(3) 加强内核安全和管理

由于仅仅依赖内核的隔离可能会引发安全问题，因此我们对于内核的安全应该更加重视。可以从以下几个方面进行加强。

宿主机及时升级内核漏洞

宿主机内核应该尽量安装最新补丁，因为更新的内核补丁往往有着更好的安全性和稳定性。

使用Capabilities 划分权限

Capabilities 是 Linux 内核的概念，Linux 将系统权限分为了多个 Capabilities，它们都可以单独地开启或关闭，Capabilities 实现了系统更细粒度的访问控制。

容器和虚拟机在权限控制上还是有一些区别的，在虚拟机内我们可以赋予用户所有的权限，例如设置cron 定时任务、操作内核模块、配置网络等权限。而容器则需要针对每一项 Capabilities 更细粒度的去控制权限，例如：

cron 定时任务可以在容器内运行，设置定时任务的权限也仅限于容器内部；

由于容器是共享主机内核的，因此在容器内部一般不允许直接操作主机内核；

容器的网络管理在容器外部，这就意味着一般情况下，我们在容器内部是不需要执行ifconfig、route等命令的 。

由于容器可以按照需求逐项添加Capabilities 权限，因此在大多数情况下，容器并不需要主机的 root 权限，Docker 默认情况下也是不开启额外特权的。

最后，在执行docker run命令启动容器时，如非特殊可控情况，–privileged 参数不允许设置为 true，其他特殊权限可以使用 --cap-add 参数，根据使用场景适当添加相应的权限。

使用安全加固组件

Linux 的 SELinux、AppArmor、GRSecurity 组件都是 Docker 官方推荐的安全加固组件。下面我对这三个组件做简单介绍。

SELinux (Secure Enhanced Linux): 是 Linux 的一个内核安全模块，提供了安全访问的策略机制，通过设置 SELinux 策略可以实现某些进程允许访问某些文件。

AppArmor: 类似于 SELinux，也是一个 Linux 的内核安全模块，普通的访问控制仅能控制到用户的访问权限，而 AppArmor 可以控制到用户程序的访问权限。

GRSecurity: 是一个对内核的安全扩展，可通过智能访问控制，提供内存破坏防御，文件系统增强等多种防御形式。

这三个组件可以限制一个容器对主机的内核或其他资源的访问控制。目前，容器报告的一些安全漏洞中，很多都是通过对内核进行加强访问和隔离来实现的。

资源限制

在生产环境中，建议每个容器都添加相应的资源限制。下面给出一些执行docker run命令启动容器时可以传递的资源限制参数：

1  --cpus                          限制 CPU 配额

2  -m, --memory                    限制内存配额

3  --pids-limit                    限制容器的 PID 个数

例如我想要启动一个1 核 2G 的容器，并且限制在容器内最多只能创建 1000 个 PID，启动命令如下：

1  $ docker run -it --cpus=1 -m=2048m --pids-limit=1000 busybox sh

推荐在生产环境中限制CPU、内存、PID 等资源，这样即便应用程序有漏洞，也不会导致主机的资源完全耗尽，最大限度降低安全风险。

(4) 使用安全容器

容器有着轻便快速启动的优点，虚拟机有着安全隔离的优点，有没有一种技术可以兼顾两者的优点，做到既轻量又安全呢？

答案是有，那就是安全容器。安全容器是相较于普通容器的，安全容器与普通容器的主要区别在于，安全容器中的每个容器都运行在一个单独的微型虚拟机中，拥有独立的操作系统和内核，并且有虚拟化层的安全隔离。

安全容器目前推荐的技术方案是Kata Containers，Kata Container 并不包含一个完整的操作系统，只有一个精简版的 Guest Kernel 运行着容器本身的应用，并且通过减少不必要的内存，尽量共享可以共享的内存来进一步减少内存的开销。另外，Kata Container 实现了 OCI 规范，可以直接使用 Docker 的镜像启动 Kata 容器，具有开销更小、秒级启动、安全隔离等许多优点。

如何提高服务器的安全性？

1、系统漏洞的修复

安装好的系统都会有系统漏洞需要进行补丁，一些高危漏洞是需要我们及时补丁的, 否则黑客容易利用漏洞进行服务器攻击。

2、系统账号优化

我们服务器的密码需要使用强口令，同时有一些来宾账户例如guest一定要禁用掉。

3、目录权限优化

对于不需要执行与写入权限的服务器我们要进行权限修改，确保不把不该出现的的权限暴露给攻击者让攻击者有机可趁。

例如我们的windows文件夹权限，我们给的就应该尽可能的少，对于用户配置信息文件夹，不要给予everyone权限。

4、数据库优化

针对数据密码和数据库端口访问都要进行优化，不要将数据库暴露在公网访问环境。

5、系统服务优化

去除一些不必要的系统服务，可以优化我们系统性能，同时优化系统服务可以提升系统安全性。

6、注册表优化

注册表优化可以提升网络并发能力，去除不必要的端口，帮助抵御snmp攻击，优化网络，是我们优化服务器不可缺少的环节。

7、扫描垃圾文件

垃圾文件冗余可能会造成我们的服务器卡顿，硬盘空间不足，需要我们定期进行清理。

金融行业中容器技术被泛接受和使用，容器安全将要面临哪些问题？

容器有多安全?

很多人认为，容器比虚拟机安全性更低，因为如果容器主机内核存在漏洞，那么它可以提供一种进入共享它的容器的方法。管理程序也是如此，但由于管理程序提供远远少于Linux内核(通常实现文件系统，网络，应用程序进程控制等)的功能，因此它的攻击面更小。

但是在过去的几年里，为了增强容器的安全性开发了大量的软件。

例如，Docker(和其它容器系统)现在包括一个签名的基础架构，允许管理员签署容器镜像，以防止不可信的容器被部署。

然而，可信任的签名容器不一定可以安全运行，因为在签名后容器中的一些软件可能会被发现漏洞。因此，Docker和其它容器提供容器安全扫描方案，可以就容器镜像是否有任何可被利用的漏洞而通知管理员。

更专业的容器安全软件也被开发出来了。比如Twistlock，它提供的软件可以配置容器的预期行为和“白名单”进程，网络活动(如源和目标IP地址和端口)，甚至是某些存储实践，以便可以标记任何恶意的或意外的行为。

另一家专业的容器安全公司Polyverse采用了不同的方法。它利用了这样一个事实，容器可以在几分之一秒内启动，以便每隔几秒在已知的良好状态中重新启动容器化应用程序，将黑客必须利用在容器中运行的应用程序的时间最小化。

哪一个Linux发行版适合用作容器主机?

如果Linux发行版的预期用途只是充当容器主机来运行容器，那么它们大多数都是功能上臃肿的。因此，很多Linux发行版本被设计为专门用于运行容器。

一些例子包括：

·Container Linux(以前的CoreOS Linux)—为容器而构建的第一个轻量级容器操作系统之一。

·RancherOS –由容器构建的简化的Linux发行版，专门用于运行容器。

·Photon OS - 最小的Linux容器主机，被优化在VMware平台上运行。

·Project Atomic Host - Red Hat的轻量级容器操作系统拥有基于CentOS和Fedora的版本，Red Hat Enterprise Linux中还有一个下游企业版本。

·Ubuntu Core - 最小的Ubuntu版本，Ubuntu Core被设计为用于物联网设备和大规模云端容器部署的主机操作系统

如果是Windows环境会怎么样?

除了在任何运行3.10(或更高版本)的Linux内核的Linux发行版上运行，Docker还可以在Windows上运行。

这是因为在2016年，微软在Windows Server 2016和Windows 10中引入了运行Windows容器的能力。这些是为Windows设计的Docker容器，并且它们可以在任何Docker客户端或微软的PowerShell中进行管理。

(微软还引入了Hyper-V容器，这些容器是运行在Hyper-V虚拟机中的Windows容器，用于增加隔离度。)

Windows容器可以部署在Windows Server 2016的标准安装中，精简的Server Core安装或Nano Server安装选项，专门用于在容器或虚拟机中运行应用程序。

除了Linux和Windows之外，Docker还在流行的云平台上运行，包括亚马逊的EC2，谷歌的 Compute Engine，微软的Azure和Rackspace。

容器最终会取代全面的服务器虚拟化吗?

由于一些重要的原因，这在可预见的未来不太可能。

首先，仍然有广泛的意见认为虚拟机比容器提供了更高的安全性，因为它们提供了增强的隔离级别。

其次，可用于编排大量容器的管理工具还不如管理虚拟化基础架构的软件(如VMware的 vCenter或微软的System Center)全面。对这类软件进行了大量投资的公司在没有充分理由的情况下不太可能放弃他们的虚拟化基础架构。

也许更重要的是，虚拟化和容器也开始被视为互补技术而不是敌对技术。这是因为容器可以在轻量级虚拟机中运行，以增加隔离度，进而提高安全性，并且因为硬件虚拟化可以更轻松地管理支持容器所需的硬件基础架构(网络、服务器和存储)。

VMware鼓励投资虚拟机管理基础架构的客户在其轻量级虚拟机上的Photon OS容器Linux发行版上运行容器，而这些轻量级的虚拟机可以在vCenter进行管理。这是VMware的“VM中的容器”策略。

但是，VMware还引入了所谓的vSphere集成容器(vSphere Integrated Containers ，VIC)。这些容器可以被直接部署到独立的ESXi主机，也可以像虚拟机一样被部署到vCenter Server。这是VMware的“容器作为虚拟机”策略。

这两种方法都有其优点，但重要的是，能够在虚拟化基础架构中使用容器而不是替换虚拟机，这往往是很有用的。

容器安全有哪些威胁？

1、不安全的镜像：镜像是一个包含应用/服务运行所必需的操作系统和应用文件的集合，用于创建一个或多个容器，它们之间紧密联系，镜像的安全性将会影响容器安全。根据镜像创建和使用方式，通常有三个因素影响镜像安全：a、基础镜像不安全：镜像通常是开发者基于某个基础镜像创建的，无论是攻击者上传的恶意镜像，还是现有镜像存在的安全缺陷，基于它创建的镜像都将会是不安全的。 b、使用包含漏洞的软件：开发者经常会使用软件库的代码或软件，如果它们存在漏洞或恶意代码，一旦被制作成镜像，也将会影响容器的安全。c、镜像被篡改：容器镜像在存储和使用的过程中，可能被篡改，如被植入恶意程序和修改内容。一旦使用被恶意篡改的镜像创建容器后，将会影响容器和应用程序的安全。2、容器技术风险：容器隔离依赖于 Linux 内核 namespaces 和 cgroups 等特性，从攻击者的角度出发，可以利用内核系统漏洞，容器运行时组件和容器应用部署配置等多个维度发起针对性的逃逸和越权攻击。K8s、Docker等开源软件近年来也相继爆出不少的高危漏洞，这都给攻击者提供了可乘之机。3、东西向流量防护：传统的企业应用安全模型通常基于内部架构不同的信任域来划分对应的安全边界，在信任域内的东西向服务交互被认为是安全的。而上云后企业应用需要在 IDC 和云上部署和交互，在物理安全边界消失后，如何在零信任的网络安全模型下构建企业级容器安全体系是云服务商需要解决的重要问题。以Docker环境为例，它支持Bridge、Overlay和Macvlan等网络，尽管实现方式不同，但有一个共同和普遍的问题：如果容器之间未进行有效隔离和控制，则一旦攻击者控制某台主机或某台容器，可以以此为跳板，攻击同主机或不同主机上的其他容器，也就是常提到的“东西向攻击”，甚至有可能形成拒绝服务攻击。4、访问控制：由于云环境的特殊性，云原生架构下的数据泄露风险远远大于传统环境。因此，需要充分利用云原生架构下的认证授权体系，结合应用自身的权限控制，严格遵循最小权限法则配置云上资源的访问控制和容器应用的权限。例如，如非必要尽量避免使用特权容器。