Контейнеризация сейчас становится фундаментом для ускорения разработки, тестирования и развертывания приложений. Это позволяет разработчикам создавать легковесные среды, где приложения и их зависимости изолированы друг от друга, что важно в масштабируемых облачных средах и DevOps-процессах.
И хотя контейнеры делают процесс разработки гибким и воспроизводимым, вместе с этим возникают и серьезные вызовы в области безопасности. Методы защиты, применимые к серверам, здесь оказываются неэффективными, так как каждый компонент Kubernetes-системы может стать точкой потенциальной атаки.
Безопасность в контейнерных средах должна быть многослойной и охватывать все аспекты жизненного цикла контейнеров.
Почему защита контейнеров так важна?
Контейнеры по времени жизни подвижны и краткосрочны. Это облегчает процесс разработки, но усложняет мониторинг и управление. Динамичность стала главным преимуществом Kubernetes, но привела к тому, что контейнеры часто развертываются с уязвимыми образами или неверными конфигурациями.
К типичным угрозам могут относиться атаки через общие ресурсы хоста или неправильно настроенные модели доступа (RBAC), скомпрометированные контейнеры, нарушение изоляции контейнеров и другие.
С учетом того, что атаки на инфраструктуры становятся более изощренными, обеспечение безопасности контейнеров требует комплексного подхода. Это включает не только защиту на уровне приложения и операционной системы, но и всесторонний контроль за всей инфраструктурой.
Основные принципы безопасности контейнеров
Проверенные методики защиты помогают не только снизить риски, но и поддерживать высокий уровень безопасности на протяжении всего жизненного цикла контейнера — от создания образов до развертывания и эксплуатации.
Эффективная защита контейнеров должна быть многослойной. Необходимо интегрировать инструменты и практики безопасности на каждом этапе жизненного цикла приложения и на каждом слое инфраструктуры.
Если говорить о конкретных моментах, которые стоит подсветить, то следует в первую очередь обратить внимание на следующие аспекты:

Изоляция контейнеров. Изолируем каждый контейнер на уровне системы и приложений. Используем AppArmor и SELinux, чтобы ограничить действия контейнеров и снизить влияние на хост. Используем сетевые политики.
Минимизация поверхности атаки. Следим за тем, что используем минималистичные контейнерные образы, такие как scratch или distroless, которые содержат только необходимые для работы компоненты. Это снижает число потенциальных точек входа для злоумышленников.
Контроль доступа. Настраиваем RBAC в Kubernetes, чтобы управлять доступом к ресурсам и предотвращать их несанкционированное использование.
Управление секретами. Используем специальные решения, например HashiCorp Vault, для безопасного хранения. Пароли, ключи API и другие секреты не должны храниться в контейнерах в открытом виде.
Мониторинг и логирование. Постоянно ведем наблюдение за активностью контейнеров, собираем и анализируем логи. Мониторинг позволит вовремя обнаружить аномалии и начать работу с ними.
Контролируем зависимости. Используем только доверенные, актуальные базовые образы.
Ограничиваем привилегии. Используем непривилегированные образы, ограничиваем доступ к CRI сокету, задаем Security Context и ограничиваем capabilitites.

Инструменты и методы управления уязвимостями в Docker
Безопасность контейнеров начинается с управления уязвимостями.
Первый шаг — сканирование образов. Решений для этого огромное множество, но принцип работы одинаковый: сканеры позволяют выявлять уязвимости и предоставляют рекомендации по их устранению, что экономит время и силы команды.
Trivy и Clair — популярные решения для сканирования контейнерных образов на уязвимости. Они интегрируются в контейнеры CI/CD. Это позволяет проводить проверку образов еще на этапе разработки. Интегрируя сканеры в процесс разработки, мы автоматизируем обнаружение уязвимостей и предотвращаем их эксплуатацию в продуктовой среде.
Кроме этого, важно настроить мониторинг runtime, чтобы отслеживать активность контейнеров. С этим могут помочь как open-source решения, так и Luntry, который помогает находить уязвимости и аномалии в режиме реального времени.
Обеспечение безопасности Kubernetes-кластеров
Каждая версия Kubernetes приносит не только возможности, но и новые уязвимости безопасности. Например, в последней версии 1.31 поддержка механизма AppArmor в Kubernetes перешла в Stable. Это значит, что данную функциональность можно безопасно использовать в production-окружениях.
Безопасность Kubernetes требует комплексного подхода, то есть защиты на уровне оркестратора и инфраструктуры.
Можно выделить следующие ключевые аспекты безопасности Kubernetes:

Настройка RBAC. Контроль доступа через Role-Based Access Control (RBAC) позволяет ограничивать доступ по принципу наименьших привилегий.
Сетевые политики. Network Policies помогают контролировать взаимодействия между подами и сервисами внутри кластера, минимизируя риски атак через сеть.
Шифрование данных. Рекомендуется шифровать все данные как при передаче, так и при хранении, включая данные, хранящиеся в etcd.
Мониторинг и логирование. Системы мониторинга, такие как Prometheus и Grafana, а также логирование через ELK-стек позволяют отслеживать состояние кластера и выявлять аномалии.
Policy Engine. Использование таких систем как Kyverno или OPA Gatekeeper позволяет контролировать и ограничивать ресурсы, добавляемые в кластер.
Регулярное обновление компонентов Kubernetes. Поддержание актуальных версий Kubernetes и связанных с ним компонентов (API-сервера, etcd) критически важно для защиты от новых угроз. Обновления не только исправляют уязвимости, но и повышают общую стабильность системы.

Интеграция DevSecOps: автоматизация безопасности контейнеров
Сейчас подход безопасной разработки становится стандартом для IT-компаний. В отличие от SDLC, где безопасность является препятствием быстрой разработке, в DevSecOps работа с безопасностью становится обязательной задачей на всех этапах разработки, тестирования и эксплуатации контейнеров.
Для того чтобы интегрировать DevSecOps в пайплайн разработки, необходимо внедрить практики и инструменты безопасности на всех этапах жизненного цикла от планирования разработки до запуска приложений. Например, можно учитывать следующие моменты:

Внедрение практик безопасной разработки на этапе написания кода, например, fuzzing-тестирование, контроль используемых зависимостей;
Использование SAST и DAST сканеров как для исходного кода, так и для конечных артефактов разработки, таких как бинарные файлы иили образы контейнеров;
Анализ угроз – необходимо не только анализировать уязвимости, но и правильно расставлять приоритеты. Для этого нужно оценивать не только severity найденных уязвимостей, но и вероятность реализации, возможный ущерб и другие факторы, которые должны влиять на приоритизацию исправлений;
Использование механизмов безопасности среды запуска, например, AppArmor, NetworkPolicy и другие;
Работа с динамическим анализом безопасности – после развертывания контейнеров работа с безопасностью не заканчивается. Необходимо наблюдать за поведением контейнеров в среде выполнения, выявлять аномалии и своевременно исправлять обнаруженные проблемы.

В условиях высокой скорости релизов и сложных распределенных инфраструктур ошибки безопасности легко пропустить без автоматизированного подхода. Интеграция безопасности на всех этапах разработки и эксплуатации контейнеров не только защищает от угроз, но и делает процесс защиты непрерывным и гибким.
Что делать при обнаружении угрозы?
Когда обнаружена угроза в контейнерной среде, важно следовать четкому плану. Это поможет минимизировать потенциальный ущерб и предотвратить дальнейшее распространение атаки.
Основные шаги:

Изоляция контейнера. Первым делом нужно изолировать скомпрометированный контейнер. Сделать это можно через сетевые политики (Network Policies в Kubernetes) или путем остановки контейнера. Цель — не дать угрозе распространиться на другие компоненты системы.
Сбор и анализ данных. Собираем логи и метрики, чтобы понять характер атаки. Используем системы логирования и мониторинга, делаем дампы файловой системы и оперативной памяти для полного анализа того, что произошло, и как злоумышленники проникли в систему.
Проверка образов на уязвимости. Дополнительно сканируем образы контейнеров, чтобы обнаружить уязвимости.
Отзыв скомпрометированных секретов. Если есть подозрения, что секреты (пароли, ключи доступа) были скомпрометированы, нужно отозвать их и провести ротацию с помощью инструментов управления секретами.
Анализ сетевого взаимодействия. Изучаем сетевой трафик контейнера, чтобы выявить аномальные взаимодействия. При необходимости пересматриваем сетевые политики и ограничиваем доступ.
Установка обновлений и патчей. Если инцидент вызван уязвимостью в контейнерных образах или инфраструктуре, необходимо установить все доступные обновления и патчи, а также и обновить все потенциально уязвимые образы.
Документирование и оповещение. Оповещаем команду безопасности и других ответственных лиц о произошедшем инциденте. Документируем все этапы реагирования, чтобы в дальнейшем учесть ошибки и улучшить защитные механизмы.

Кейсы успешной защиты контейнерных инфраструктур
Рассмотрим несколько примеров компаний, которые успешно внедрили стратегии защиты контейнерных сред и минимизировали риски:
Первый пример — из нашей собственной практики. Несколько лет назад мы перешли на использование scratch и distroless (там, где невозможно использовать scratch) образов в разработке нашего продукта. Это позволило нам сократить количество уязвимостей в образах, которые обнаруживают сканеры безопасности, в некоторых случаях до нуля, а в среднем больше чем на 50%. Это позволило снизить количество ложных срабатываний сканеров безопасности и уделить гораздо больше времени на решение тех проблем, которые мы действительно можем решить.
Второй пример касается контроля контейнеров в Runtime о котором мы много говорили ранее. У заказчика была достаточно зрелая инфраструктура, хорошо построенный процесс сборки и деплоя приложений. Мы отвечали за внедрение инструмента для наблюдения за нагрузкой в Runtime. После внедрения и запуска, просматривая сетевые карты, мы обнаружили подозрительные коннекты от одного из системных компонент на адреса в AWS.
Сначала подумали, что контейнер скомпрометирован, но, подробно разобравшись в происходящем, мы выяснили, что данный коннект осуществляется компонентом с целью выгрузки данных аналитики использования, что не было отключено при его настройке. Случай хорошо иллюстрирует тот факт, что если у вас не хватает хотя бы одного звена в цепочке безопасности, то вы можете пропустить явную и серьезную проблему.
Будущее безопасности контейнерных технологий
Будущее безопасности контейнеров связано с ростом автоматизации, интеграцией новых решений и применением более сложных подходов к защите. С развитием технологий оркестрации и контейнеризации повышаются требования к безопасности, что вынуждает компании уделять больше внимания внедрению DevSecOps и управлению политиками безопасности через код (Policy-as-Code).
Ключевыми направлениями будущего станут:

Микросегментация и улучшенное управление сетевыми взаимодействиями;
Искусственный интеллект для выявления аномалий и реагирования на инциденты в реальном времени;
Новые стандарты для контейнерной безопасности, основанные на опыте крупных компаний и международных организаций.

Контейнеризация продолжает развиваться, предоставляя бизнесу уникальные возможности для масштабирования и ускорения процессов. Однако вместе с этими преимуществами растет и число рисков. Правильная стратегия защиты, основанная на передовых технологиях и практиках, поможет компаниям минимизировать угрозы и извлечь максимальную выгоду из контейнерных технологий.
Автор: Станислав Проснеков, DevOps инженер Luntry.