Docker安全管理

Docker安全管理——理論+操做

-------------------------------------------------Docker 容器與虛擬機的區別------------------------------------------------------

**1.隔離與共享**

虛擬機經過添加 Hypervisor 層，虛擬出網卡、內存、CPU 等虛擬硬件，再在其上創建 虛擬機，每一個虛擬機都有本身的系統內核。
而 Docker 容器則是經過隔離的方式，將文件系 統、進程、設備、網絡等資源進行隔離，再對權限、CPU 資源等進行控制，最終讓容器之間互不影響，
容器沒法影響宿主機。容器與宿主機共享內核、文件系統、硬件等資源。

#docker容器共享同一個內核資源，而虛擬機是獨立的使用的資源都是獨立的。

**2.性能與損耗**

與虛擬機相比，容器資源損耗要少。 一樣的宿主機下，可以創建容器的數量要比虛擬 機多。可是，虛擬機的安全性要比容器稍好，
要從虛擬機破到宿主機或其餘虛擬機，須要 先破 Hypervisor 層，這是極其困難的。而 docker 容器與宿主機共享內核、文件系統等資源，
更有可能對其餘容器、宿主機產生影響。
#與虛擬機相比容器消耗資源要少的多，由於容器是共享內核的意味着，一個容器資源佔用多，其餘容器佔用的就少，一個容器出現問題，其餘容器都會出現問題，所以虛擬機安全性要比容器好

-------------------------------------------------------Docker 存在的安全問題-------------------------------------------------

**1.Docker 自身漏洞**

做爲一款應用 Docker 自己實現上會有代碼缺陷。CVE官方記錄Docker歷史版本共有超過20項漏洞。
***經常使用的***手段主要有代碼執行、權限提高、 信息泄露、權限繞過等。目前 Docker 版本更迭很是快，
Docker 用戶最好將 Docker 升級爲 最新版本。

**2. Docker 源碼問題**

Docker 提供了 Docker hub，可讓用戶上傳建立的鏡像，以便其餘用戶下載，快速搭 建環境。但同時也帶來了一些安全問題。例以下面三種方式： 
（1）***上傳惡意鏡像 若是有***在製做的鏡像中植入***、後門等惡意軟件，那麼環境從一開始就已經不安全了，後續更沒有什麼安全可言。
#鏡像可能存愛***軟件和病毒
（2）鏡像使用有漏洞的軟件 Docker Hub 上能下載的鏡像裏面，75%的鏡像都安裝了有漏洞的軟件。因此下載鏡像後，
須要檢查裏面軟件的版本信息，對應的版本是否存在漏洞，並及時更新打上補丁。

#老版本的鏡像中環境有問題
（3）中間人***篡改鏡像 鏡像在傳輸過程當中可能被篡改，目前新版本的 Docker 已經提供了相應的校驗機制來預 防這個問題。
你上傳的鏡像被中間人劫持，篡改，這個時候你須要TLS安全證書，docker容器去找docker服務器作安全認證

---------------------------------------------------Docker 架構缺陷與安全機制-------------------------------------------------

Docker 自己的架構與機制就可能產生問題，例如這樣一種***場景，***已經控制了宿主機上的一些容器，或者得到了經過在公有云上創建容器的方式，而後對宿主機或其餘容器發起***。

**1. 容器之間的局域網*** **
主機上的容器之間能夠構成局域網，所以針對局域網的 ARP 欺騙、嗅探、廣播風暴等 方式即可以用上。
因此，在一個主機上部署多個容器須要合理的配置網絡，設置 iptable 規則。

**2. DDoS ***耗盡資源 **
Cgroups 安全機制就是要防止此類***的，不要爲單一的容器分配過多的資源便可避免此類問題。

**3. 有漏洞的系統調用**
Docker與虛擬機的一個重要的區別就是Docker與宿主機共用一個操做系統內核。
一旦宿主內核存在能夠越權或者提權漏洞，儘管Docker使用普通用戶執行，在容器被***時，***者還能夠利用內核漏洞跳到宿主機作更多的事情。

**4. 共享root用戶權限**
若是以 root 用戶權限運行容器，容器內的 root 用戶也就擁有了宿主機的root權限。

---------------------------------------------------------Docker 安全基線標準 --------------------------------------------------

下面從內核、主機、網絡、鏡像、容器以及其它等 6 個方 面總結 Docker 安全基線標準。

**1.內核級別 **
（1）及時更新內核。 
（2）User NameSpace（容器內的 root 權限在容器以外處於非高權限狀態）。 
（3）Cgroups（對資源的配額和度量）。 
（4）SELiux/AppArmor/GRSEC（控制文件訪問權限）。 
（5）Capability（權限劃分）。 
（6）Seccomp（限定系統調用）。 
（7）禁止將容器的命名空間與宿主機進程命名空間共享。

**2.主機級別 **
（1）爲容器建立獨立分區。 
（2）僅運行必要的服務。 
（3）禁止將宿主機上敏感目錄映射到容器。 
（4）對 Docker 守護進程、相關文件和目錄進行審計。 
（5）設置適當的默認文件描述符數。
（文件描述符：內核（kernel）利用文件描述符（file descriptor）來訪問文件。文件描述符是非負整數。
打開現存文件或新建文件時，內核會返回一個文件描述符。讀寫文件也須要使用文件描述符來指定待讀寫的文件） 
（6）用戶權限爲 root 的 Docker 相關文件的訪問權限應該爲 644 或者更低權限。 
（7）週期性檢查每一個主機的容器清單，並清理沒必要要的容器。

**3.網絡級別 **
（1）經過 iptables 設定規則實現禁止或容許容器之間網絡流量。 
（2）容許 Dokcer 修改 iptables。 
（3）禁止將 Docker 綁定到其餘 IP/Port 或者 Unix Socket。 
（4）禁止在容器上映射特權端口。 
（5）容器上只開放所須要的端口。 
（6）禁止在容器上使用主機網絡模式。
（7）若宿主機有多個網卡，將容器進入流量綁定到特定的主機網卡上。

**4.鏡像級別 **
（1）建立本地鏡像倉庫服務器。 
（2）鏡像中軟件都爲最新版本。 
（3）使用可信鏡像文件，並經過安全通道下載。
（4）從新構建鏡像而非對容器和鏡像打補丁。 
（5）合理管理鏡像標籤，及時移除再也不使用的鏡像。 
（6）使用鏡像掃描。 
（7）使用鏡像簽名。

**5.容器級別 **
（1）容器最小化，操做系統鏡像最小集。 
（2）容器以單一主進程的方式運行。 
（3）禁止 privileged 標記使用特權容器。 
（4）禁止在容器上運行 ssh 服務。 
（5）以只讀的方式掛載容器的根目錄系統。 
（6）明肯定義屬於容器的數據盤符。 
（7）經過設置 on-failure 限制容器嘗試重啓的次數，容器反覆重啓容易丟失數據。 
（8）限制在容器中可用的進程樹，以防止 fork bomb。（fork，迅速增加子進程，耗盡系統進程數量）

**6.其餘設置 **
（1）按期對宿主機系統及容器進行安全審計。 
（2）使用最少資源和最低權限運行容器。 
（3）避免在同一宿主機上部署大量容器，維持在一個可以管理的數量。 
（4）監控 Docker 容器的使用，性能以及其餘各項指標。 
（5）增長實時不安全的檢測和事件響應功能。 
（6）使用中心和遠程日誌收集服務

Docker安全規則

容器最小化

若是僅在容器中運行必要的服務，像SSH等服務是不能輕易開啓去鏈接容器的，一般使用如下方式來進入容器
docker exec -it  bash

docker api 訪問控制

docker的遠程調用API接口存在未受權訪問漏洞
[root@localhost ~]# vim /usr/lib/systemd/system/docker.service 
綁定unix經過docker,sock文件從新鏈接，-H綁定你的tcp端口，和地址
14 行
ExecStart=/usr/bin/dockerd -H unix:///var/run/docker.sock -H tcp://192.168.136.186:2323
[root@localhost ~]# systemctl daemon-reload 
[root@localhost ~]# systemctl restart docker
#永久配置，富語言規則，源地址，指定tcp端口，2323
[root@localhost ~]# firewall-cmd --permanent --add-rich-rule="rule family="ipv4" source address="192.168.136.186" port protocol="tcp" port="2323" accept"
#重啓防火牆
[root@localhost ~]# firewall-cmd --reload 
success

限制流量流向

防火牆的規則，外部的流量到內部會有控制，可是容器訪問外面，防火牆會給這個請求一個序列號，當它回來的時候直接被防火牆信任，這個就存在了隱患
永久配置，指定public區域，對ipv4的地址進行管控，寫上容器的地址，拒絕
[root@localhost ~]# firewall-cmd --permanent --zone=public --add-rich-rule="rule family="ipv4" source address="192.168.136.0/24" reject"
success
[root@localhost ~]# firewall-cmd --reload 
success

使用普通用戶啓動docker服務

使用用戶映射，解決特定容器中的用戶0在宿主系統上等於root的問題，LXC容許從新映射用戶和組ID
#使用用戶映射，對root用戶建立一個虛擬用戶，等同於宿主系統上的root權限

文件系統限制

掛載的容器根目錄絕對只讀，並且不一樣容器對應的文件目錄權限分離，優化每一個容器在宿主上有單獨分區

su test01
docker run -v dev:/home/mc_server/test01 -it centos:latest /bin/bash
su test02
docker run -v dev:/home/mc_server/test02 -it centos:latest /bin/bash

鏡像安全

通常狀況下，確保只從受信任的庫中獲取鏡像，而且不要使用–insecure-registry=[]參數

這種證書驗證只能肯定你的身份是否是安全的，可是鏡像安全保障不了

Docker client端與Docker Daemon的通訊安全

爲了放置鏈路劫持、會話保持等問題致使Docker通訊時被中間人***，c/s兩端應該經過加密方式通信

[root@localhost harbor]# docker --tlsverify --tlscacert=ca.pem --tlscert=cert.pem --tlskey=key.pem -H=0.0.0.0:2376

資源控制

限制容器資源，既能夠下降安全風險，也不影響業務

docker run -tid -name ec2 -cpuset-cpus 3 -cpu-shares 2048 -memory 2048m -rm -blkio-weight 100 --pids--limit 512

宿主機及時升級內核漏洞

docker容器支持熱遷移，可是要注意遷移和的IP地址，安裝安全加固，使用內核補丁

避免docker容器消息泄露

檢查dockerfile中製造鏡像，好比ssh有沒有開啓，鏡像有沒有問題

日誌分析

收集並歸檔與Docker相關的安全日誌來達到審覈和監控的目的，使用rsyslog或stdout+ELK的方式進行日誌收集、存儲與分析
在宿主上使用一下命令在容器外部訪問日誌文件

docker run -v /dev/log:/dev/log <container_name> /bin/sh #作數據卷

Docker內置命令
docker logs -f

Docker Bench for Security

是一個腳本，用於檢查生產環境中部署Docker容器的幾十個常見的最佳實踐
環境安裝
下載二進制文件後，將其添加到環境變量PATH中

[root@localhost ]# git clone
https://github.com/docker/docker-bench-security.git
[root@localhost ]# cd docker-bench-security
[root@localhost ]# sudo sh docker-bench-security.sh

ulimit

可對包括core dump文件大小、進程數據段的大小、課建立文件的大小、常駐內存集大小、打開文件數、進程棧的大小、CPU時間、單個用戶的最大線程數、進程的最大虛擬內存等類型的資源起到限制做用
設置CPU時間

docker daemon --default-ulimit cpu=1200
docker run --rm -ti --ulimit cpu=1200 ubuntu bash

##進入容器後查看

ulimit -t

docker-tls 加密通信

爲了防止鏈路劫持，會話保持等問題致使docker通訊被中間人***，c/s兩端應該經過加密方式通信

[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname master
[root@localhost ~]# su
[root@master ~]# vim /etc/hosts
127.0.0.1  master
[root@master ~]# mkdir /tls
[root@master ~]# cd /tls/
//建立ca祕鑰
[root@master tls]# openssl genrsa -aes256 -out ca-key.pem 4096
//建立ca證書
[root@master tls]# openssl req -new -x509 -days 1000 -key ca-key.pem -sha256 -subj "/CN=*" -out ca.pen
//建立服務器私鑰
[root@master tls]# openssl genrsa -out server-key.pem 4096
//簽名私鑰
[root@master tls]# openssl req -subj "/CN=*" -sha256 -new -key server-key.pem -out server.csr
//使用ca證書與私鑰證書籤名、輸入123123
[root@master tls]# openssl x509 -req -days 1000 -sha256 -in server.csr -CA ca.pen -CAkey ca-key.pem -CAcreateserial -out server-cert.pem
//生成客戶端祕鑰
[root@master tls]# openssl genrsa -out key.pem 4096
//簽名客戶端
[root@master tls]# openssl req -subj "/CN=client" -new -key key.pem -out client.csr
//建立配置文件
[root@master tls]# echo extendedKeyUsage=clientAuth > extfile.cnf
//簽名證書，輸入123123須要（簽名客戶端、ca證書、ca祕鑰）
[root@master tls]# openssl x509 -req -days 1800 -sha256 -in client.csr -CA ca.pen -CAkey ca-key.pem -CAcreateserial -out cert.pem -extfile extfile.cnf
//刪除多餘文件
[root@master tls]# rm -rf ca.srl client.csr extfile.cnf server.csr
//配置docker
[root@master tls]# vim /lib/systemd/system/docker.service 
ExecStart=/usr/bin/dockerd --tlsverify --tlscacert=/tls/ca.pen --tlscert=/tls/server-cert.pem --tlskey=/tls/server-key.pem -H tcp://0.0.0.0:2376 -H unix://var/run/docker.sock
//重啓進程
[root@master tls]# systemctl daemon-reload
//重啓服務
[root@master tls]# systemctl restart docker

//將/tls/ca.pen /tls/cert.pem /tls/key.pem三個文件複製到另外一臺主機
[root@master tls]# scp ca.pen root@192.168.45.128:/etc/docker
[root@master tls]# scp cert.pem root@192.168.45.128:/etc/docker
[root@master tls]# scp key.pem root@192.168.45.128:/etc/docker 

[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname client
[root@localhost ~]# su
[root@client ~]# vim /etc/hosts
192.168.45.129 master

#client上測試
[root@client docker]# docker --tlsverify --tlscacert=ca.pen --tlscert=cert.pem --tlskey=key.pem -H tcp://master:2376 version