容器安全解决方案的探讨与研究.pdf
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1、2 0 2 4年1期1 5 3 2 0 2 4年第4 6卷第1期容器安全解决方案的探讨与研究秦国强作者简介:秦国强(1 9 9 0-),本科,研究方向为通信技术、云计算、大数据。(中国电信股份有限公司重庆分公司 重庆4 0 0 0 0 0)摘 要 随着企业数字化转型的推进和云计算技术的普及,D o c k e r容器以其轻量、敏捷、快速部署等特点得到了广泛应用。但同时,安全问题也逐渐暴露,如隔离性差、加固复杂、可能导致容器逃逸、恶意镜像攻击、数据泄露等。文中分析了这些安全问题,探讨了相关防护方法,旨在为使用容器的用户提供安全防护指南。关键词:D o c k e r;容器;安全中图分类号 T P
2、 3 0 9.2D i s c u s s i o na n dR e s e a r c ho nC o n t a i n e rS e c u r i t yS o l u t i o n sQ I NG u o q i a n g(C h i n aT e l e c o mC o.,L t d.,C h o n g q i n gB r a n c h,C h o n g q i n g4 0 0 0 0 0,C h i n a)A b s t r a c t W i t ht h ep o p u l a r i t yo fe n t e r p r i s ed i g i t
3、 a l t r a n s f o r m a t i o na n dc l o u dc o m p u t i n gt e c h n o l o g y,D o c k e rc o n t a i n e r sh a v eb e e nw i d e l yu s e d f o r t h e i r l i g h t w e i g h t,a g i l e,a n d f a s td e p l o y m e n t c h a r a c t e r i s t i c s.B u t a t t h es a m e t i m e,s e c u r i
4、t y i s-s u e sh a v eg r a d u a l l yb e e ne x p o s e d,s u c ha sp o o r i s o l a t i o n,c o m p l e xr e i n f o r c e m e n t,p o s s i b l ec o n t a i n e re s c a p e,m a l i c i o u si m a g ea t t a c k s,a n dd a t al e a k a g e.T h i sp a p e ra n a l y z e st h e s es e c u r i t y
5、i s s u e s,d i s c u s s e sr e l e v a n tp r o t e c t i o nm e t h o d s,a n da i m s t op r o v i d es e c u r i t yp r o t e c t i o ng u i d e l i n e s f o ru s e r sw h ou s ec o n t a i n e r s.K e y w o r d s D o c k e r,C o n t a i n e r,S e c u r i t y0 引言随着云计算和I T架构的演进,I T系统云化成为必然。但虚拟化
6、主机不能解决传统应用架构复杂和迭代速度较慢的问题,因此云原生概念应运而生。中国电信的“四云平台”基于云原生理念,具有集中资源管理、可视化操作、快速部署等功能,支撑业务系统向云原生和微服务化转型。容器作为云原生关键技术,已经变成了一种真正意义上的基础设施,但目前的安全防护体系还停留在“I O E”时代,传统基于边界(防火墙、I P S等)的防护模型难以满足新架构的要求,这容器安全问题时有发生,危害性极大。因此,必须研究基于容器技术的风险和应对策略,构建容器安全防护体系。1 容器安全风险与挑战1.1 容器的脆弱性和安全风险分析容器技术是一种轻量级的虚拟化技术,其通过操作系统层面的资源虚拟化来实现对
7、计算机系统资源的隔离和控制,每个容器都有独立的名称、空间,使容器内部的应用运行互不影响。D o c k e r是目前最具代表性的容器平台。图1展示了虚拟机和容器在实现架构上的区别。D o c k e r采用C/S架构,D o c k e r主机运行D o c k e r服务程序,D o c k e rC l i e n t根据需求向服务程序发出A P I请求1。本文 以D o c k e r为 例,分 析 容 器 的 脆 弱 性 和 存 在 的 安 全风险。图1 虚拟机与容器架构对比1.1.1 D o c k e r软件设计与漏洞风险D o c k e r与主机共享操作系统内核和主机资源,隔离
8、性不强,配置不当可能导致如下风险。(1)网络攻击风险。D o c k e r默认采用B r i d g e模式组网,连接所有容器到一个名为D o c k e r 0的网络桥形成局域网,这可能受到A R P欺骗、流量嗅探、广播风暴等局域网攻击。(2)资源耗尽拒绝服务。同一主机容器共享资源,由1 5 4 2 0 2 4年1期N o d e操作系统进行集中的调度和分配。若管理不当,可能导致资源使用不均,甚至资源耗尽,造成服务拒绝。(3)逃逸风险。容器与宿主机共用操作系统内核,如果操作系统内核存在横向越权或提权漏洞,容器中的攻击者就可以利用内核漏洞逃逸到宿主机,从而获取更高的权限。(4)特权权限。在特
9、权模式下运行D o c k e r,D o c k e r内的R o o t用户将获得宿主机的超级权限。(5)隔离风险。D o c k e r容器并非完全隔离,部分重要的系统文件(如/s y s,/p r o c/s y s,/p r o c/b u s等)未被隔离,可能引发安全风险。1.1.2 镜像风险公共仓库获取的镜像主要面临两大风险,分别是镜像内软件的安全漏洞和镜像中的恶意程序,如挖矿程序、后门、木马等。研究发现,在D o c k e rH u b中的4 0 0万个镜像中,有5 1%存在高危漏洞,如图2所示。图2 D o c k e rH u b镜像扫描统计1.1.3 敏感端口风险D o
10、 c k e r服务默认监听在U n i xS o c k e t上,同时提供远程R E S TA P I接口,如D o c k e rS w a r m开放的2 3 7 5端口。该服务以守护进程的形式运行,通常会暴露非加密端口2 3 7 5可以通过特定启动参数让D o c k e r监听所有本 地 地 址 的2 3 7 5端口。然而,未经加密和不受访问控制的A P I服务若在网络中暴露,攻击者就可以获取容器数据,导致敏感信息泄露、数据被恶意删除,甚至可能使其逃逸到宿主机获取超级用户权限,从而完全控制服务器2。1.1.4 隔离失效风险由于容器共享主机内核,因此存在隔离失效的风险。(1)若容器操
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