Sicurezza dei servizi

Questo documento fornisce una panoramica della sicurezza dei servizi con Cloud Service Mesh. È destinato agli utenti di Cloud Service Mesh che vogliono aggiungere autenticazione, crittografia e l'autorizzazione ai loro deployment. In questo documento si presuppone che tu familiarità con la panoramica di Cloud Service Mesh e con applicazioni gRPC senza proxy.

Cloud Service Mesh ti consente di proteggere le comunicazioni tra servizi mesh. Nella rete mesh, ogni servizio ha un'identità. Le seguenti funzionalità aiutano per supportare comunicazioni sicure:

  • Autenticazione e crittografia che utilizzano TLS (Transport Layer Security) e TLS (mTLS) reciproco sia per Cloud Service Mesh con Envoy che per Cloud Service Mesh con applicazioni gRPC senza proxy. Criteri TLS del client e criteri TLS del server controllare se i servizi devono dimostrare la propria identità tra loro e utilizzare a canali di comunicazione criptati.
  • Autorizzazione, basata sulle caratteristiche del cliente e della richiesta. I criteri di autorizzazione controllano se un servizio è autorizzato ad accedere a un altro servizio e quali azioni sono consentite.

Utilizzando certificati e chiavi forniti da un'autorità di certificazione privata (CA), Certificate Authority Service di Google, per permetterti di mantenere la sicurezza dei servizi. CA Service fornisce Certificati mesh GKE. I certificati mesh GKE e Cloud Service Mesh ti consentono di eseguire automaticamente il deployment e fare in modo che i carichi di lavoro li utilizzino. Puoi modificare i pod per consentire per ricevere e utilizzare le credenziali mTLS. Servizio Cloud Service Mesh la sicurezza è attualmente disponibile solo per i carichi di lavoro basati su GKE.

Nelle moderne architetture basate su microservizi, i servizi più piccoli e più mirati per sostituire le grandi applicazioni monolitiche. Le chiamate di servizio comunicano tra loro sulla rete. Queste chiamate, che erano chiamate in-process in un ambiente applicazioni, presentano sfide di sicurezza, quindi è meglio autenticarsi, crittografarle e autorizzarle. Questi passaggi supportano il principio Zero Trust, che si presuppone che tutto il traffico di rete sia a rischio, indipendentemente dal fatto che il traffico ha origine all'interno o all'esterno della rete.

Il pattern di progettazione del mesh di servizi separa qualsiasi complessità relativa le comunicazioni tra servizi dalla logica di business. Invece, i dati e il piano d'azione gestisce questa complessità. Oltre a ridurre la complessità delle applicazioni, il pattern di progettazione del mesh di servizi consente pattern di sicurezza che altrimenti difficili da implementare e gestire.

In questo modello, i sidecar gRPC o Envoy senza proxy autenticano e criptano in modo sicuro le comunicazioni, ottenendo informazioni di configurazione da Cloud Service Mesh e certificati da un Pool di servizi CA.

Queste funzionalità di sicurezza semplificano il processo di deployment di Cloud Service Mesh fornendo quanto segue:

  • Provisioning automatico di chiavi e certificati per tutti i servizi nel tuo mesh.
  • Rotazione automatica di chiavi e certificati per maggiore sicurezza.
  • L'integrazione con Google Kubernetes Engine (GKE) per utilizzare tutte le sue funzionalità, come descrittori ed etichette del deployment.
  • Disponibilità elevata dei servizi gestiti di Google, tra cui Cloud Service Mesh e Pool di autorità di certificazione private gestite da CA Service.
  • Sicurezza legata a Google Identity and Access Management (IAM): autorizzazione del servizio in base agli account di servizio Google autorizzati.
  • Interoperabilità perfetta con i tuoi carichi di lavoro basati su Envoy e senza proxy. Per Ad esempio, un servizio può essere dietro un proxy Envoy, ma il client utilizza gRPC la sicurezza del mesh di servizi senza proxy. Al contrario, un servizio può essere protetto da gRPC ma il client utilizza un proxy Envoy.

Comunicazioni tra servizi sicure

Cloud Service Mesh fornisce autorizzazione e sicurezza service-to-service con la crittografia e l'autenticazione che usano TLS. Criteri TLS del client e i criteri TLS del server consentono ai servizi di:

  • Rivendicare e convalidare le loro identità.
  • Cripta le sessioni di comunicazione utilizzando TLS o mTLS.

In un mesh di servizi, il piano dati gestisce questo tipo di sicurezza in modo che applicazioni non richiedono disposizioni speciali per la sicurezza.

I criteri di autorizzazione ti consentono di negare o consentire l'accesso in base a regole che definisci.

Usa TLS per la crittografia

Quando un servizio chiama su un altro servizio utilizzando HTTP, HTTP/2 o gRPC il traffico in transito nella rete è in testo normale. Questo traffico potrebbe essere soggetti ad attacchi person in the middle, in cui un aggressore intercetta il traffico e ispeziona o manipola il suo contenuti.

Per ridurre questo potenziale problema, puoi utilizzare HTTP, HTTP/2 o gRPC su TLS con Cloud Service Mesh. Quando utilizzi questi protocolli su TLS, il traffico tra tra il client e il server vengono criptati mediante il protocollo TLS basato con il certificato del server. Il traffico non è più in testo normale e ciò riduce probabilità che un aggressore possa intercettare e ispezionare o manipolare i suoi contenuti.

Utilizza TLS per l'autenticazione

Quando un servizio effettua una chiamata a un altro servizio, poniti le seguenti domande:

  • Come fa un cliente a sapere che sta ricevendo una risposta da parte di server piuttosto che un impostore? Ad esempio, in una tipica richiesta-risposta basata su HTTP, il client non verifica l'identità del server.

  • Cosa succede se un aggressore intercetta questo traffico? Ad esempio, traffico HTTP non è criptato, quindi chiunque riceva il traffico può esaminarne il contenuto. Si tratta di un attacco person in the middle.

Per limitare questi problemi, puoi utilizzare HTTP, HTTP/2 e gRPC su TLS. In queste gli scambi tra un client e un server, il server deve utilizzare un server per dimostrare la sua identità al client. Le richieste e le risposte vengono quindi criptati con TLS.

Autenticazione TLS reciproca

Quando Cloud Service Mesh configura il networking delle applicazioni sia per il client che per server, ad esempio configurando un proxy Envoy sul lato client un altro proxy Envoy sul lato server, puoi sfruttare le funzionalità di autenticazione, come l'autenticazione reciproca.

In un tipico scambio HTTP su TLS, che non si basa su reciproche autenticazione, il server dispone di un certificato che utilizza per criptare le comunicazioni tra il client e il server. Il client può verificare l'identità di un server controllando la firma che il server invia durante il TLS handshake. Tuttavia, il server non verifica l'identità del client.

Quando l'autenticazione reciproca è abilitata, il client ha anche un certificato. La verifica l'identità del server, come descritto nel paragrafo precedente, e il server può anche verificare l'identità del client. Sia il client che il server certificati sono utilizzati per crittografare il canale di comunicazione. Ciò consente inoltre il server ad autorizzare i client in base a una verifica dell'identità del client.

Autenticazione TLS (mTLS) reciproca in un mesh di servizi.
Autenticazione TLS reciproca (mTLS) in un mesh di servizi (fai clic per ingrandire)

Autorizza chiamate di servizio

Puoi scegliere di consentire o negare l'accesso al servizio utilizzando i criteri di autorizzazione. Con Cloud Service Mesh, puoi definire regole di autorizzazione e negazione per autorizzare l'accesso in base ai parametri della richiesta. Puoi basare queste regole sul livello 3 e 7 parametro, incluso l'ID client, derivato da client-cert in un Connessione mTLS, indirizzo IP di origine, corrispondenza dell'host, corrispondenza del metodo e intestazione corrispondono. Il seguente diagramma mostra l'autorizzazione con i proxy Envoy. Il processo è simile ai client gRPC.

Autorizzazione in un mesh di servizi.
Autorizzazione in un mesh di servizi che utilizza Envoy (fai clic per ingrandire)

Limitare l'accesso tramite l'autorizzazione

Una best practice all'interno di un mesh di servizi è rispettare il principio di almeno di accesso. Puoi aderire a questo principio limitando l'accesso ai servizi solo ai chiamanti che dipendono dal servizio. Quando un chiamante tenta di accedere per un servizio per il quale non è autorizzato, il tentativo viene rifiutato.

Con Cloud Service Mesh, puoi configurare criteri di autorizzazione che abilitano il tuo piano dati per consentire o negare l'accesso ai servizi in base alle regole che definisci. Questi criteri sono costituiti da due componenti:

  • Un'azione: consentire o negare
  • Un elenco di regole

Quando viene inviata una richiesta o una RPC, il client Cloud Service Mesh sulla rete determina se esiste una corrispondenza di regole. Se viene trovata una corrispondenza, richiesta o RPC è consentito o rifiutato. Puoi definire una regola a cui trovare una corrispondenza come i seguenti:

  • Quando si utilizza mTLS, l'account di servizio Kubernetes del servizio chiamante
  • L'indirizzo IP (o intervallo di indirizzi) del servizio chiamante
  • Le porte del servizio di destinazione
  • Gli attributi HTTP della richiesta, tra cui nomi host, metodi e o intestazioni HTTP definite dall'utente.

Denominazione sicura

Come meccanismo di sicurezza aggiuntivo, puoi configurare una denominazione sicura con Cloud Service Mesh. Consente di definire un elenco di nomi consentiti, o SPIFFE Identità (Secure Production Identity Framework for Tutti) per un particolare servizio a cui un client sta tentando di connettersi. Durante lo scambio TLS, del servizio restituisce un certificato X.509 al client. Il cliente quindi controlla il certificato per confermare che il certificato X.509 corrisponda a uno degli i nomi o le identità SPIFFE. Per ulteriori informazioni sulle identità SPIFFE, consulta Secure Production Identity Framework per tutti.

Proteggere il traffico a un gateway

Per configurare i tuoi gateway, puoi utilizzare Cloud Service Mesh. Un gateway è un proxy Envoy autonomo che generalmente agisce in uno dei seguenti modi:

  • Un gateway in entrata che gestisce il traffico che entra in un mesh o un altro dominio
  • Un gateway in uscita che gestisce il traffico in uscita da un mesh o da un altro dominio
  • Un proxy inverso o centrale che distribuisce il traffico in entrata tra uno o altri servizi

I client che vogliono inviare traffico all'interno o all'esterno del mesh lo inviano al gateway. Il gateway gestisce quindi le richieste in base alle regole configurato con Cloud Service Mesh. Ad esempio, puoi imporre che entrano nel mesh (sebbene il gateway in entrata) sia criptato tramite TLS.

Componenti di sicurezza

La sicurezza del servizio Cloud Service Mesh supporta i criteri TLS del client e TLS del server i criteri e i criteri di autorizzazione. I criteri vengono creati in modo da Cloud Service Mesh può configurare il tuo piano dati e abilitare la sicurezza le funzionalità di machine learning. Per creare o aggiornare questi criteri, non è necessario effettuare modifiche alle applicazioni.

Crittografia e modalità di autenticazione supportate

Quando un servizio effettua una chiamata a un altro servizio, il primo passo per stabilire la sicurezza le comunicazioni è fare in modo che ogni servizio dimostri la propria identità all'altro servizio. Il grado in cui un servizio ha bisogno di dimostrare la propria identità si basa sul protocollo TLS che hai configurato.

Puoi configurare i seguenti livelli di sicurezza:

  • Non criptato/non autenticato
  • TLS
  • TLS reciproco (mTLS)
  • Permissiva: mTLS o non criptato/non autenticato, a seconda di come il client avvia la connessione

Certificati e autorità di certificazione

I certificati e un'autorità di certificazione (CA) attendibile forniscono le basi per l'attendibilità in un sistema distribuito come un mesh di servizi. Utilizzando i certificati, possono dimostrare la propria identità e verificare le identità presentate come indicato di seguito:

  • Un servizio che vuole dimostrare la propria identità a un altro servizio presenta il proprio certificato all'altro servizio. Una CA considerata attendibile da entrambi i servizi firma e rilascia questo certificato in modo crittografico.
  • Il servizio che riceve questo certificato può verificare che proveniente da una CA che considera attendibile.

Cloud Service Mesh non è un'autorità di certificazione. Per attivare la sicurezza comunicazione, è necessario impostare un meccanismo che:

  • Esegue il provisioning di identità e certificati
  • Rende i certificati disponibili ai client Cloud Service Mesh, come Envoy che Cloud Service Mesh configura

Cloud Service Mesh supporta il servizio CA di Google. Le guide alla configurazione per Envoy e gRPC senza proxy includono le istruzioni per la configurazione (ad vedi i Passaggi successivi).

Architettura e risorse

Cloud Service Mesh include lo spazio dei nomi dell'API Network Security, composto da tre risorse dell'API Google Cloud che ti consentono di specificare i criteri di sicurezza da applicare al piano dati.

L'autenticazione nella mesh è supportata da due risorse API Google Cloud: ai criteri TLS del client e ai criteri TLS del server. Una terza risorsa, l'autorizzazione supporta l'autorizzazione.

Lo spazio dei nomi dell'API Network Services include la risorsa dei criteri degli endpoint, che consente a Cloud Service Mesh di fornire la configurazione (TLS del server, TLS di autorizzazione) agli endpoint. Gli endpoint sono il Cloud Service Mesh client che interrompono una comunicazione in entrata da un altro Cloud Service Mesh di alto profilo.

Criterio TLS del client

Un criterio TLS del client consente di specificare la modalità TLS lato client e le informazioni sul fornitore di certificati da applicare al piano dati. TLS client I criteri supportano l'autenticazione TLS e mTLS. I criteri TLS del client devono essere è collegato a una risorsa del servizio di backend globale.

Quando configuri TLS, devi fornire un meccanismo mediante il quale il client convalida il certificato che riceve dal server durante la convalida Exchange usando il campo API serverValidationCa. Il cliente utilizza questo informazioni per ottenere un certificato di convalida che possa utilizzare per convalidare certificato del server.

Quando configuri mTLS, devi anche fornire un meccanismo mediante il quale il client ottiene il certificato e la chiave privata mediante l'API clientCertificate . Il client utilizza queste informazioni per presentare un certificato al server durante l'handshake TLS.

In questa release, Cloud Service Mesh supporta un'autorità di certificazione gestita, CA Service. Configurazione È diretta: devi specificare il nome del plug-in google_cloud_private_spiffe quando configuri il provider del certificato. Questo fa sì che i client xDS caricare certificati e chiavi da una posizione statica. Come prerequisiti, devi configurare i pool di servizi di CA e abilitare i certificati mesh cluster GKE.

Criterio TLS del server

Un criterio TLS del server (ServerTlsPolicy risorsa) ti consente di specificare la modalità TLS lato server e le informazioni del fornitore di certificati da applicare del piano dati. I criteri TLS del server supportano TLS, mTLS e, solo con Envoy, Autenticazione Open_or_mTLS. Puoi collegare i criteri TLS del server a un endpoint risorsa del criterio.

Nomi alternativi dei soggetti

Quando configuri il campo securitySettings di un servizio di backend globale, puoi: fornisce un elenco di nomi alternativi dei soggetti nel campo subjectAltNames. Quando un client avvia un handshake TLS con uno dei backend del servizio, server presenta il proprio certificato X.509. Il client esamina il certificato campo subjectAltName. Se il campo contiene uno dei valori specificati, la comunicazione continua. Questo meccanismo è descritto in precedenza in Denominazione sicura.

Criterio di autorizzazione

Un criterio di autorizzazione (risorsa AuthorizationPolicy) specifica in che modo un server autorizza le richieste in entrata o RPC. Può essere configurato per consentire o negare un in entrata o in RPC in base a vari parametri, ad esempio l'identità del client che ha inviato la richiesta, l'host, le intestazioni e altri attributi HTTP. Allega di autorizzazione a una risorsa dei criteri degli endpoint.

Limitazioni

La sicurezza del servizio Cloud Service Mesh è supportata solo con con GKE. Non puoi eseguire il deployment della sicurezza dei servizi con Compute Engine.

Limitazioni con applicazioni gRPC senza proxy

La sicurezza dei servizi per i servizi gRPC senza proxy ha le seguenti limitazioni:

  • Questa release è limitata a Java, Python, C++ e Go.

Passaggi successivi