セキュリティ

• 1: クラスターレベルでのPodセキュリティの標準の適用
• 2: 名前空間レベルでのPodセキュリティの標準の適用

1 - クラスターレベルでのPodセキュリティの標準の適用

Podセキュリティアドミッション(PSA)は、ベータへ進み、v1.23以降でデフォルトで有効になっています。 Podセキュリティアドミッションは、Podが作成される際に、Podセキュリティの標準の適用の認可を制御するものです。 このチュートリアルでは、クラスター内の全ての名前空間に標準設定を適用することで、クラスターレベルでbaseline Podセキュリティの標準を強制する方法を示します。

Podセキュリティの標準を特定の名前空間に適用するには、名前空間レベルでのPodセキュリティの標準の適用を参照してください。

v1.28以外のKubernetesバージョンを実行している場合は、そのバージョンのドキュメントを確認してください。

始める前に

ワークステーションに以下をインストールしてください:

• KinD
• kubectl

このチュートリアルでは、完全な制御下にあるKubernetesクラスターの何を設定できるかをデモンストレーションします。 コントロールプレーンを設定できない管理されたクラスターのPodセキュリティアドミッションに対しての設定方法を知りたいのであれば、名前空間レベルでのPodセキュリティの標準の適用を参照してください。

適用する正しいPodセキュリティの標準の選択

Podのセキュリティアドミッションは、以下のモードでビルトインのPodセキュリティの標準の適用を促します: enforce、audit、warn。 設定に最適なPodセキュリティの標準を選択するにあたって助けになる情報を収集するために、以下を行ってください:

1. Podセキュリティの標準を適用していないクラスターを作成します:

   kind create cluster --name psa-wo-cluster-pss
   

   出力は次のようになります:

   Creating cluster "psa-wo-cluster-pss" ...
   ✓ Ensuring node image (kindest/node:v1.28.0) 🖼
   ✓ Preparing nodes 📦
   ✓ Writing configuration 📜
   ✓ Starting control-plane 🕹️
   ✓ Installing CNI 🔌
   ✓ Installing StorageClass 💾
   Set kubectl context to "kind-psa-wo-cluster-pss"
   You can now use your cluster with:
   
   kubectl cluster-info --context kind-psa-wo-cluster-pss
   
   Thanks for using kind! 😊
   

2. kubectl contextを新しいクラスターにセットします:

   kubectl cluster-info --context kind-psa-wo-cluster-pss
   

   出力は次のようになります:

   Kubernetes control plane is running at https://127.0.0.1:61350
   
   CoreDNS is running at https://127.0.0.1:61350/api/v1/namespaces/kube-system/services/kube-dns:dns/proxy
   
   To further debug and diagnose cluster problems, use 'kubectl cluster-info dump'.
   

3. クラスター内の名前空間の一覧を取得します:

   kubectl get ns
   

   出力は次のようになります:

   NAME                 STATUS   AGE
   default              Active   9m30s
   kube-node-lease      Active   9m32s
   kube-public          Active   9m32s
   kube-system          Active   9m32s
   local-path-storage   Active   9m26s
   

4. 異なるPodセキュリティの標準が適用されたときに何が起きるかを理解するために、-dry-run=serverを使います:

   1. privileged

      kubectl label --dry-run=server --overwrite ns --all \
      pod-security.kubernetes.io/enforce=privileged
      

      出力は次のようになります:

      namespace/default labeled
      namespace/kube-node-lease labeled
      namespace/kube-public labeled
      namespace/kube-system labeled
      namespace/local-path-storage labeled
      

   2. baseline

      kubectl label --dry-run=server --overwrite ns --all \
      pod-security.kubernetes.io/enforce=baseline
      

      出力は次のようになります:

      namespace/default labeled
      namespace/kube-node-lease labeled
      namespace/kube-public labeled
      Warning: existing pods in namespace "kube-system" violate the new PodSecurity enforce level "baseline:latest"
      Warning: etcd-psa-wo-cluster-pss-control-plane (and 3 other pods): host namespaces, hostPath volumes
      Warning: kindnet-vzj42: non-default capabilities, host namespaces, hostPath volumes
      Warning: kube-proxy-m6hwf: host namespaces, hostPath volumes, privileged
      namespace/kube-system labeled
      namespace/local-path-storage labeled
      

   3. restricted

      kubectl label --dry-run=server --overwrite ns --all \
      pod-security.kubernetes.io/enforce=restricted
      

      出力は次のようになります:

      namespace/default labeled
      namespace/kube-node-lease labeled
      namespace/kube-public labeled
      Warning: existing pods in namespace "kube-system" violate the new PodSecurity enforce level "restricted:latest"
      Warning: coredns-7bb9c7b568-hsptc (and 1 other pod): unrestricted capabilities, runAsNonRoot != true, seccompProfile
      Warning: etcd-psa-wo-cluster-pss-control-plane (and 3 other pods): host namespaces, hostPath volumes, allowPrivilegeEscalation != false, unrestricted capabilities, restricted volume types, runAsNonRoot != true
      Warning: kindnet-vzj42: non-default capabilities, host namespaces, hostPath volumes, allowPrivilegeEscalation != false, unrestricted capabilities, restricted volume types, runAsNonRoot != true, seccompProfile
      Warning: kube-proxy-m6hwf: host namespaces, hostPath volumes, privileged, allowPrivilegeEscalation != false, unrestricted capabilities, restricted volume types, runAsNonRoot != true, seccompProfile
      namespace/kube-system labeled
      Warning: existing pods in namespace "local-path-storage" violate the new PodSecurity enforce level "restricted:latest"
      Warning: local-path-provisioner-d6d9f7ffc-lw9lh: allowPrivilegeEscalation != false, unrestricted capabilities, runAsNonRoot != true, seccompProfile
      namespace/local-path-storage labeled
      

この出力から、privileged Podセキュリティの標準を適用すると、名前空間のどれにも警告が示されないことに気付くでしょう。 これに対し、baselineとrestrictの標準ではどちらも、とりわけkube-system名前空間に対して警告が示されています。

モード、バージョン、標準のセット

このセクションでは、latestバージョンに以下のPodセキュリティの標準を適用します:

• enforceモードでbaseline標準。
• warnおよびauditモードでrestricted標準。

baseline Podセキュリティの標準は、免除リストを短く保てて、かつ既知の特権昇格を防ぐような、利便性のある中庸を提供します。

加えて、kube-system内の失敗からPodを守るために、適用されるPodセキュリティの標準の対象から名前空間を免除します。

環境にPodセキュリティアドミッションを実装する際には、以下の点を考慮してください:

1. クラスターに適用されるリスク状況に基づくと、restrictedのようにより厳格なPodセキュリティの標準のほうが、より良い選択肢かもしれません。

2. kube-ssytem名前空間の免除は、Podがその名前空間でprivilegedとして実行するのを許容することになります。 実世界で使うにあたっては、以下の最小権限の原則に従ってkube-systemへのアクセスを制限する厳格なRBACポリシーを適用することを、Kubernetesプロジェクトは強く推奨します。 上記の標準を実装するには、次のようにします:

3. 目的のPodセキュリティの標準を実装するために、Podセキュリティアドミッションコントローラーで利用可能な設定ファイルを作成します:

   mkdir -p /tmp/pss
   cat <<EOF > /tmp/pss/cluster-level-pss.yaml
   apiVersion: apiserver.config.k8s.io/v1
   kind: AdmissionConfiguration
   plugins:
   - name: PodSecurity
     configuration:
       apiVersion: pod-security.admission.config.k8s.io/v1
       kind: PodSecurityConfiguration
       defaults:
         enforce: "baseline"
         enforce-version: "latest"
         audit: "restricted"
         audit-version: "latest"
         warn: "restricted"
         warn-version: "latest"
       exemptions:
         usernames: []
         runtimeClasses: []
         namespaces: [kube-system]
   EOF
   

   備考: pod-security.admission.config.k8s.io/v1設定はv1.25+での対応です。 v1.23とv1.24ではv1beta1を使用してください。 v1.22ではv1alpha1を使用してください。

4. クラスターの作成中にこのファイルを取り込むAPIサーバーを設定します:

   cat <<EOF > /tmp/pss/cluster-config.yaml
   kind: Cluster
   apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4
   nodes:
   - role: control-plane
     kubeadmConfigPatches:
     - |
       kind: ClusterConfiguration
       apiServer:
           extraArgs:
             admission-control-config-file: /etc/config/cluster-level-pss.yaml
           extraVolumes:
             - name: accf
               hostPath: /etc/config
               mountPath: /etc/config
               readOnly: false
               pathType: "DirectoryOrCreate"
     extraMounts:
     - hostPath: /tmp/pss
       containerPath: /etc/config
       # optional: if set, the mount is read-only.
       # default false
       readOnly: false
       # optional: if set, the mount needs SELinux relabeling.
       # default false
       selinuxRelabel: false
       # optional: set propagation mode (None, HostToContainer or Bidirectional)
       # see https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/volumes/#mount-propagation
       # default None
       propagation: None
   EOF
   

   備考: macOSでDocker DesktopとKinDを利用している場合は、Preferences > Resources > File Sharingのメニュー項目からShared Directoryとして/tmpを追加できます。

5. 目的のPodセキュリティの標準を適用するために、Podセキュリティアドミッションを使うクラスターを作成します:

   kind create cluster --name psa-with-cluster-pss --config /tmp/pss/cluster-config.yaml
   

   出力は次のようになります:

   Creating cluster "psa-with-cluster-pss" ...
    ✓ Ensuring node image (kindest/node:v1.28.0) 🖼
    ✓ Preparing nodes 📦
    ✓ Writing configuration 📜
    ✓ Starting control-plane 🕹️
    ✓ Installing CNI 🔌
    ✓ Installing StorageClass 💾
   Set kubectl context to "kind-psa-with-cluster-pss"
   You can now use your cluster with:
   
   kubectl cluster-info --context kind-psa-with-cluster-pss
   
   Have a question, bug, or feature request? Let us know! https://kind.sigs.k8s.io/#community 🙂
   

6. kubectlをこのクラスターに向けます:

   kubectl cluster-info --context kind-psa-with-cluster-pss
   

   出力は次のようになります:

   Kubernetes control plane is running at https://127.0.0.1:63855
   CoreDNS is running at https://127.0.0.1:63855/api/v1/namespaces/kube-system/services/kube-dns:dns/proxy
   
   To further debug and diagnose cluster problems, use 'kubectl cluster-info dump'.
   

7. デフォルトの名前空間にPodを作成します:

   kubectl apply -f https://k8s.io/examples/security/example-baseline-pod.yaml
   

   Podは正常に開始されますが、出力には警告が含まれます:

   Warning: would violate PodSecurity "restricted:latest": allowPrivilegeEscalation != false (container "nginx" must set securityContext.allowPrivilegeEscalation=false), unrestricted capabilities (container "nginx" must set securityContext.capabilities.drop=["ALL"]), runAsNonRoot != true (pod or container "nginx" must set securityContext.runAsNonRoot=true), seccompProfile (pod or container "nginx" must set securityContext.seccompProfile.type to "RuntimeDefault" or "Localhost")
   pod/nginx created
   

後片付け

では、上記で作成したクラスターを、以下のコマンドを実行して削除します:

kind delete cluster --name psa-with-cluster-pss

kind delete cluster --name psa-wo-cluster-pss

次の項目

• 前出の一連の手順を一度に全て行うためにシェルスクリプトを実行します:
  1. クラスターレベルの設定に基づきPodセキュリティの標準を作成します。
  2. APIサーバーでこの設定を取り込むようにファイルを作成します。
  3. この設定のAPIサーバーを立てるクラスターを作成します。
  4. この新しいクラスターにkubectl contextをセットします。
  5. 最小限のPod YAMLファイルを作成します。
  6. 新しいクラスター内でPodを作成するために、このファイルを適用します。
• Podのセキュリティアドミッション
• Podセキュリティの標準
• 名前空間レベルでのPodセキュリティの標準の適用

2 - 名前空間レベルでのPodセキュリティの標準の適用

Podセキュリティアドミッション(PSA)は、ベータへ進み、v1.23以降でデフォルトで有効になっています。 Podセキュリティアドミッションは、Podが作成される際に、Podセキュリティの標準の適用の認可を制御するものです。 このチュートリアルでは、一度に1つの名前空間でbaseline Podセキュリティ標準を強制します。

Podセキュリティの標準を複数の名前空間に一度にクラスターレベルで適用することもできます。やり方についてはクラスターレベルでのPodセキュリティの標準の適用を参照してください。

始める前に

ワークステーションに以下をインストールしてください:

• KinD
• kubectl

クラスターの作成

1. 以下のようにKinDクラスターを作成します。

   kind create cluster --name psa-ns-level
   

   出力は次のようになります:

   Creating cluster "psa-ns-level" ...
    ✓ Ensuring node image (kindest/node:v1.28.4) 🖼 
    ✓ Preparing nodes 📦  
    ✓ Writing configuration 📜 
    ✓ Starting control-plane 🕹️ 
    ✓ Installing CNI 🔌 
    ✓ Installing StorageClass 💾 
   Set kubectl context to "kind-psa-ns-level"
   You can now use your cluster with:
   
   kubectl cluster-info --context kind-psa-ns-level
   
   Not sure what to do next? 😅  Check out https://kind.sigs.k8s.io/docs/user/quick-start/
   

2. kubectl のコンテキストを新しいクラスターにセットします:

   kubectl cluster-info --context kind-psa-ns-level
   

   出力は次のようになります:

   Kubernetes control plane is running at https://127.0.0.1:50996
   CoreDNS is running at https://127.0.0.1:50996/api/v1/namespaces/kube-system/services/kube-dns:dns/proxy
   
   To further debug and diagnose cluster problems, use 'kubectl cluster-info dump'.
   

名前空間の作成

exampleと呼ぶ新しい名前空間を作成します:

kubectl create ns example

出力は次のようになります:

namespace/example created

名前空間へのPodセキュリティの標準チェックの有効化

1. ビルトインのPod Security Admissionでサポートされているラベルを使って、この名前空間のPodセキュリティの標準を有効にします。 このステップでは、baseline Podセキュリティの標準の最新バージョンに合わないPodについて警告するチェックを設定します。

   kubectl label --overwrite ns example \
      pod-security.kubernetes.io/warn=baseline \
      pod-security.kubernetes.io/warn-version=latest
   

2. ラベルを使って、任意の名前空間に対して複数のPodセキュリティの標準チェックを設定できます。 以下のコマンドは、baseline Podセキュリティの標準をenforce(強制)としますが、restricted Podセキュリティの標準には最新バージョンに準じてwarn(警告)およびaudit(監査)とします(デフォルト値)。

   kubectl label --overwrite ns example \
     pod-security.kubernetes.io/enforce=baseline \
     pod-security.kubernetes.io/enforce-version=latest \
     pod-security.kubernetes.io/warn=restricted \
     pod-security.kubernetes.io/warn-version=latest \
     pod-security.kubernetes.io/audit=restricted \
     pod-security.kubernetes.io/audit-version=latest
   

Podセキュリティの標準の強制の実証

1. example名前空間内にbaseline Podを作成します:

   kubectl apply -n example -f https://k8s.io/examples/security/example-baseline-pod.yaml
   

   Podは正常に起動しますが、出力には警告が含まれています。例えば:

   Warning: would violate PodSecurity "restricted:latest": allowPrivilegeEscalation != false (container "nginx" must set securityContext.allowPrivilegeEscalation=false), unrestricted capabilities (container "nginx" must set securityContext.capabilities.drop=["ALL"]), runAsNonRoot != true (pod or container "nginx" must set securityContext.runAsNonRoot=true), seccompProfile (pod or container "nginx" must set securityContext.seccompProfile.type to "RuntimeDefault" or "Localhost")
   pod/nginx created
   

2. default名前空間内にbaseline Podを作成します:

   kubectl apply -n default -f https://k8s.io/examples/security/example-baseline-pod.yaml
   

   出力は次のようになります:

   pod/nginx created
   

example名前空間にだけ、Podセキュリティの標準のenforceと警告の設定が適用されました。 default名前空間内では、警告なしに同じPodを作成できました。

後片付け

では、上記で作成したクラスターを、以下のコマンドを実行して削除します:

kind delete cluster --name psa-ns-level

次の項目

• 前出の一連の手順を一度に全て行うためにシェルスクリプトを実行します。

  1. KinDクラスターを作成します。
  2. 新しい名前空間を作成します。
  3. enforceモードではbaseline Podセキュリティの標準を適用し、warnおよびauditモードではrestricted Podセキュリティの標準を適用します。
  4. これらのPodセキュリティの標準を適用した新しいPodを作成します。

• Podのセキュリティアドミッション

• Podセキュリティの標準

• クラスターレベルでのPodセキュリティの標準の適用