Best Practices für die Sicherheit von Cloud Service Mesh mit Istio APIs

In diesem Dokument werden Best Practices zum Einrichten und Steuern einer sicheren Cloud Service Mesh-Konfiguration beschrieben, die in Google Kubernetes Engine (GKE) ausgeführt wird. Die Anleitung in diesem Dokument geht über die Einstellungen hinaus, die zum Konfigurieren und Bereitstellen von Cloud Service Mesh verwendet werden. Es wird beschrieben, wie Sie Cloud Service Mesh mit anderen Google Cloud Produkten und Funktionen verwenden können, um Ihre Anwendungen gegen Sicherheitsbedrohungen in einem Mesh-Netzwerk zu schützen.

Die Zielgruppe für dieses Dokument umfasst Administratoren, die Richtlinien in einem Cloud Service Mesh verwalten, und Serviceeigentümer, die Dienste in einem Cloud Service Mesh ausführen. Die hier beschriebenen Sicherheitsmaßnahmen sind auch für Organisationen nützlich, die die Sicherheit ihrer Service Meshes erhöhen müssen, um Compliance-Anforderungen zu erfüllen.

Das Dokument ist so aufgebaut:

Einführung

Cloud Service Mesh bietet Features und Tools, mit denen Sie Dienste auf einheitliche Weise beobachten, verwalten und schützen können. Es verfolgt einen anwendungsorientierten Ansatz und verwendet vertrauenswürdige Anwendungsidentitäten anstelle eines auf Netzwerk-IP ausgerichteten Ansatzes. Sie können ein Service Mesh transparent bereitstellen, ohne vorhandenen Anwendungscode ändern zu müssen. Cloud Service Mesh bietet eine deklarative Steuerung des Netzwerkverhaltens, wodurch die Arbeit von Teams entkoppelt wird, d. h. die Bereitstellung und Freigabe von Anwendungsfeatures ist getrennt von den Verantwortlichkeiten der Administratoren, die für Sicherheit und Netzwerk verantwortlich sind.

Cloud Service Mesh basiert auf dem Open-Source-Istio-Service-Mesh, das komplexe Konfigurationen und Topologien ermöglicht. Je nach Struktur Ihrer Organisation sind möglicherweise mehrere Teams oder Rollen für die Installation und Konfiguration eines Mesh-Netzwerks verantwortlich. Die Standardeinstellungen von Cloud Service Mesh werden zum Schutz der Anwendungen ausgewählt. In einigen Fällen müssen Sie jedoch benutzerdefinierte Konfigurationen verwenden oder Ausnahmen gewähren, indem Sie bestimmte Anwendungen, Ports oder IP-Adressen von der Teilnahme an einem Mesh-Netzwerk ausschließen. Kontrollen zur Steuerung von Mesh-Konfigurationen und Sicherheitsausnahmen sind wichtig.

Dieses Dokument ergänzt die Dokumentation zu den Best Practices für die Sicherheit von Istio, die detaillierte Konfigurationsempfehlungen für gegenseitige TLS (mTLS), Autorisierungsrichtlinien, Gateways und andere Sicherheitskonfigurationen umfasst. Sie sollten diese Empfehlungen als Grundlage behandeln und zusammen mit den in diesem Dokument beschriebenen Best Practices verwenden. In diesem Dokument werden zusätzliche Best Practices für Cloud Service Mesh beschrieben und wie Technologien in Google Cloud alle Ebenen, Komponenten und Informationsflüsse in einem Mesh-Netzwerk schützen können.

Angriffsvektoren und Sicherheitsrisiken

Angriffsvektoren

Die Sicherheit von Cloud Service Mesh folgt dem Zero-Trust-Sicherheitsmodell, das davon ausgeht, dass Sicherheitsbedrohungen von innerhalb und außerhalb des Sicherheitsperimeters einer Organisation stammen. Im Folgenden finden Sie Beispiele für Sicherheitsangriffe, die Anwendungen in einem Service Mesh gefährden können:

  • Daten-Exfiltration-Angriffe. Beispielsweise Angriffe, die sensible Daten oder Anmeldedaten aus Dienst-zu-Dienst-Traffic abhören.
  • Man-in-the-Middle-Angriffe. Beispiel: Ein schädlicher Dienst, der sich als legitimer Dienst maskiert, um die Kommunikation zwischen Diensten zu abzurufen oder zu ändern.
  • Angriffe auf Rechteausweitung. Beispielsweise Angriffe, die unberechtigten Zugriff auf erweiterte Berechtigungen zum Ausführen von Vorgängen in einem Netzwerk nutzen.
  • DoS-Angriffe (Denial of Service).
  • Botnet-Angriffe, die versuchen, Dienste zu manipulieren und zu bearbeiten, um Angriffe auf andere Dienste zu starten.

Die Angriffe können auch anhand der Angriffsziele kategorisiert werden:

  • Angriffe auf das interne Mesh-Netzwerk. Angriffe, mit denen die interne Kommunikation zwischen Diensten oder Diensten und der Steuerungsebene manipuliert, abgehört oder gespooft werden soll.
  • Angriffe auf die Steuerungsebene. Angriffe, die darauf abzielen, die Steuerungsebene zu beeinträchtigen (z. B. ein DoS-Angriff) oder sensible Daten aus der Steuerungsebene exfiltrieren.
  • Angriffe auf das Mesh-Netzwerk am Edge. Angriffe, die auf das Manipulieren, Abhören oder Spoofing der Kommunikation für ein- oder ausgehenden Traffic im Mesh-Netzwerk abzielen.
  • Angriffe auf Vorgänge im Mesh-Netzwerk. Angriffe auf die Vorgänge im Mesh-Netzwerk. Angreifer versuchen möglicherweise, erweiterte Berechtigungen zu erhalten, um böswillige Vorgänge in einem Mesh-Netzwerk auszuführen, wie z. B. Ändern der Sicherheitsrichtlinien und Arbeitslast-Images.

Sicherheitsrisiken

Neben Sicherheitsangriffen hat ein Mesh-Netzwerk auch andere Sicherheitsrisiken. In der folgenden Liste werden einige mögliche Sicherheitsrisiken beschrieben:

  • Unvollständiger Schutzmaßnahmen für die Sicherheit. Ein Service Mesh wurde nicht mit Authentifizierungs- und Autorisierungsrichtlinien zum Schutz der Sicherheit konfiguriert. Beispielsweise wurden für Dienste in einem Mesh keine Authentifizierungs- oder Autorisierungsrichtlinien definiert.
  • Ausnahmen von Sicherheitsrichtlinien. Um ihren jeweiligen Anwendungsfällen gerecht zu werden, können Nutzer Ausnahmen von Sicherheitsrichtlinien für bestimmten (internen oder externen) Traffic festlegen, der von Cloud Service Mesh-Sicherheitsrichtlinien ausgeschlossen werden soll. Informationen zur sicheren Handhabung solcher Fälle finden Sie in diesem Dokument unter Ausnahmen von Richtlinien sicher einrichten.
  • Vernachlässigung der Image-Upgrades. Für die in einem Mesh-Netzwerk verwendeten Images können Sicherheitslücken erkannt werden. Sie müssen die Mesh-Komponenten- und Arbeitslast-Images mit den neuesten Fehlerkorrekturen auf dem neuesten Stand halten.
  • Mangelnde Wartung (keine Fachkenntnisse oder Ressourcen). Die Mesh-Software und Richtlinienkonfigurationen erfordern eine regelmäßige Wartung, um die neuesten Sicherheitsmechanismen zu nutzen.
  • Mangelnde Sichtbarkeit. Fehlkonfigurationen oder unsichere Konfigurationen von Mesh-Richtlinien und abnormaler Traffic oder abnormale Vorgänge im Mesh-Netzwerk werden von Mesh-Administratoren nicht erkannt.
  • Konfigurationsabweichung. Die Konfiguration von Richtlinien in einem Mesh-Netzwerk weicht von der "Source of Truth" ab.

Maßnahmen zum Schutz eines Service Mesh

In diesem Abschnitt wird ein Betriebshandbuch zum Sichern von Service Mesh vorgestellt.

Sicherheitsarchitektur

Die Sicherheit eines Service Mesh hängt von der Sicherheit der Komponenten auf verschiedenen Ebenen des Mesh-Systems und seiner Anwendungen ab. Das übergeordnete Ziel der vorgeschlagenen Sicherheitlage für das Cloud Service Mesh ist es, ein Service Mesh durch Einbindung mehrerer Sicherheitsmechanismen auf verschiedenen Ebenen abzusichern, die gemeinsam die Gesamtsystemsicherheit unter dem Zero-Trust-Sicherheitsmodell erreichen. Das folgende Diagramm zeigt die vorgeschlagene Sicherheitslage des Cloud Service Mesh.

Sicherheitslage von Cloud Service Mesh

Cloud Service Mesh bietet Sicherheit auf mehreren Ebenen, darunter:

  • Sicherheit am Edge des Mesh-Netzwerks
    • Die Cloud Service Mesh-Sicherheit für eingehenden Traffic bietet Zugriffssteuerung für externen Traffic und schützt den externen Zugriff auf die APIs, die von den Diensten im Mesh-Netzwerk verfügbar gemacht werden.
    • Die Cloud Service Mesh-Sicherheit für ausgehenden Traffic reguliert den ausgehenden Traffic von internen Arbeitslasten.
    • Die Cloud Service Mesh-Nutzerauthentifizierung kann in die Google-Infrastruktur eingebunden werden, um externe Aufrufe von Webbrowsern bei den Diensten zu authentifizieren, die Webanwendungen ausführen.
    • Die Gateway-Zertifikatsverwaltung von Cloud Service Mesh schützt und rotiert die privaten Schlüssel und X.509-Zertifikate, die von Cloud Service Mesh für eingehende und ausgehende Gateways mit Certificate Authority Service verwendet werden.
    • VPC und VPC Service Controls schützen das Edge des Mesh-Netzwerks durch die private Netzwerkzugriffssteuerung.
  • Clustersicherheit
    • Cloud Service Mesh – Gegenseitiges TLS (mTLS) erzwingt die Verschlüsselung und Authentifizierung von Traffic zwischen Arbeitslasten.
    • Die Cloud Service Mesh-Zertifizierungsstelle stellt von den Arbeitslasten verwendete Zertifikate sicher bereit und verwaltet sie.
    • Die Cloud Service Mesh-Autorisierung erzwingt die Zugriffssteuerung für Mesh-Dienste anhand ihrer Identitäten und anderer Attribute.
    • Das GKE Enterprise-Sicherheitsdashboard ermöglicht das Monitoring der Konfigurationen von Sicherheitsrichtlinien und Kubernetes-Netzwerkrichtlinien für die Arbeitslasten.
    • Die Kubernetes-Netzwerkrichtlinie erzwingt die Zugriffssteuerung für Pods anhand von IP-Adressen, Pod-Labels, Namespaces und mehr.
  • Arbeitslastsicherheit
    • Bleiben Sie mit den Sicherheitsupdates von Cloud Service Mesh auf dem neuesten Stand, um zu gewährleisten, dass die in Ihrem Mesh-Netzwerk ausgeführten Cloud Service Mesh-Binärdateien frei von öffentlich bekannten Sicherheitslücken sind.
    • Mit der Workload Identity-Föderation für GKE können Arbeitslasten Anmeldedaten erhalten, um Google-Dienste sicher aufzurufen.
    • Der Cloud Key Management Service (Cloud KMS) schützt sensible Daten oder Anmeldedaten über Hardwaresicherheitsmodule (HSM). Arbeitslasten können beispielsweise mit Cloud KMS Anmeldedaten oder andere sensible Daten speichern. CA Service wird zum Ausstellen von Zertifikaten für Mesh-Arbeitslasten verwendet und unterstützt Kunden- und HSM-basierte Signaturschlüssel, die von Cloud KMS verwaltet werden.
    • Die Kubernetes Container Network Interface (CNI) verhindert Angriffe auf die Eskalation von Berechtigungen, da kein privilegierter Cloud Service Mesh-Init-Container benötigt wird.
  • Operatorsicherheit
    • Die rollenbasierte Zugriffssteuerung von Kubernetes (RBAC) beschränkt den Zugriff auf Kubernetes-Ressourcen und die Operatorberechtigungen, um Angriffe durch böswillige Operatoren oder Operator-Identitätsdiebstahl zu minimieren.
    • GKE Enterprise Policy Controller validiert und prüft Richtlinienkonfigurationen im Mesh-Netzwerk, um Fehlkonfigurationen zu verhindern.
    • Die Google Cloud Binärautorisierung sorgt dafür, dass die im Mesh-Netzwerk enthaltenen Arbeitslast-Images mit den Images identisch sind, die von den Administratoren autorisiert werden.
    • Cloud-Audit-Logs prüft Mesh-Vorgänge.

Das folgende Diagramm zeigt die Kommunikations- und Konfigurationsabläufe mit den integrierten Sicherheitslösungen in Cloud Service Mesh.

Sicherheits-Trafficfluss

Clustersicherheit

In diesem Abschnitt werden Best Practices für die Clustersicherheit beschrieben.

Strikte mTLS-Authentifizierung aktivieren

Bei einem Man-in-the-Middle-Angriff (MitM) wird versucht, eine schädliche Entität zwischen zwei kommunizierenden Parteien einzufügen, um die Kommunikation abzuhören oder zu manipulieren. Cloud Service Mesh schützt vor MitM- und Daten-Exfiltration-Angriffen, indem die mTLS-Authentifizierung und -Verschlüsselung für alle kommunizierenden Parteien erzwungen wird. Im Modus „Moderat“ wird mTLS verwendet, wenn beide Seiten dies unterstützen, aber Verbindungen ohne mTLS zugelassen werden. Im Gegensatz dazu erfordert die strikte mTLS-Authentifizierung, dass der Traffic mit mTLS verschlüsselt und authentifiziert wird, und es wird kein Traffic im Nur-Text-Format zugelassen.

Mit Cloud Service Mesh können Sie die Mindestversion von TLS für die TLS-Verbindungen zwischen Ihren Arbeitslasten konfigurieren, um Ihre Sicherheits- und Complianceanforderungen zu erfüllen.

Weitere Informationen finden Sie unter Cloud Service Mesh am Beispiel: mTLS | Mesh-weites mTLS erzwingen.

Zugriffssteuerungen aktivieren

Wir empfehlen, dass Cloud Service Mesh-Sicherheitsrichtlinien (z. B. Authentifizierungs- und Autorisierungsrichtlinien) für den gesamten Traffic in und aus dem Mesh erzwungen werden, es sei denn, es gibt starke Begründungen, um einen Dienst oder Pod von den Cloud Service Mesh-Sicherheitsrichtlinien auszuschließen. In einigen Fällen können Nutzer berechtigt sein, Cloud Service Mesh-Sicherheitsrichtlinien für einige Ports und IP-Adressbereiche zu umgehen, z. B. um native Verbindungen zu Diensten herzustellen, die nicht von Cloud Service Mesh verwaltet werden. Informationen zum Schutz von Cloud Service Mesh bei solchen Anwendungsfällen finden Sie unter Ausnahmen von Cloud Service Mesh-Richtlinien sicher einrichten.

Die Dienstzugriffssteuerung ist wichtig, um nicht autorisierten Zugriff auf Dienste zu verhindern. Die mTLS-Erzwingung verschlüsselt und authentifiziert eine Anfrage, aber ein Mesh-Netzwerk benötigt weiterhin Cloud Service Mesh-Autorisierungsrichtlinien, um die Zugriffssteuerung für Dienste zu erzwingen, z. B. durch Ablehnung einer nicht autorisierten Anfrage von einem authentifizierten Client.

Mit Cloud Service Mesh-Autorisierungsrichtlinien können Sie Zugriffssteuerungen flexibel konfigurieren, um Ihre Dienste vor unbefugtem Zugriff zu schützen. Cloud Service Mesh-Autorisierungsrichtlinien sollten anhand der authentifizierten Identitäten erzwungen werden, die aus den Authentifizierungsergebnissen abgeleitet wurden. mTLS- oder JWT-Authentifizierungen (JSON Web Token) können zusammen im Rahmen der Cloud Service Mesh-Autorisierungsrichtlinien verwendet werden.

Cloud Service Mesh-Authentifizierungsrichtlinien erzwingen

Beachten Sie bei der Auswahl von Cloud Service Mesh-Authentifizierungsrichtlinien die folgenden Punkte.

JSON-Webtoken (JWT)

Zusätzlich zur mTLS-Authentifizierung können Mesh-Administratoren von einem Dienst erfordern, dass Anfragen über JWT authentifiziert und autorisiert werden. Cloud Service Mesh fungiert nicht als JWT-Anbieter, sondern authentifiziert JWTs basierend auf den konfigurierten JSON-JWKS-Endpunkten (JSON Web Key Set). Die JWT-Authentifizierung kann auf Eingangsgateways für externen Traffic oder auf interne Dienste innerhalb des Mesh-Netzwerks angewendet werden. Die JWT-Authentifizierung kann mit der mTLS-Authentifizierung kombiniert werden, wenn ein JWT als Anmeldedaten zur Darstellung des Endnutzers verwendet wird. Der angeforderte Dienst erfordert einen Nachweis, dass er im Namen des Endnutzers aufgerufen wird. Die JWT-Authentifizierung schützt vor Angriffen, die ohne gültige Anmeldedaten und im Namen eines tatsächlichen Endnutzers auf einen Dienst zugreifen.

Cloud Service Mesh-Nutzerauthentifizierung

Die Cloud Service Mesh-Nutzerauthentifizierung ist eine integrierte Lösung für die browserbasierte Endnutzerauthentifizierung und Zugriffssteuerung für Ihre Arbeitslasten. Sie bindet ein Service Mesh in vorhandene Identitätsanbieter (Identity Provider, IdP) ein, um einen standardmäßigen OIDC-Anmeldevorgang und Einwilligungsablauf (OpenID Connect) zu implementieren, und verwendet Cloud Service Mesh-Autorisierungsrichtlinien für die Zugriffssteuerung.

Autorisierungsrichtlinien erzwingen

Cloud Service Mesh-Autorisierungsrichtlinien steuern:

  • Wer oder was Zugriff auf einen Dienst hat
  • Auf welche Ressourcen zugegriffen werden kann
  • Welche Vorgänge für die zulässigen Ressourcen ausgeführt werden können

Mit Autorisierungsrichtlinien kann die Zugriffssteuerung basierend auf den tatsächlichen Identitäten, als die Dienste ausgeführt werden, auf den Attributen der Anwendungsebene (Ebene 7) (z. B. Anfrageheader) und der Netzwerkebene (Ebene 3 und Ebene 4) wie IP-Bereiche und Ports vielseitig konfiguriert werden.

Wir empfehlen, Cloud Service Mesh-Autorisierungsrichtlinien anhand von authentifizierten Identitäten zu erzwingen, die aus den Authentifizierungsergebnissen abgeleitet werden, um Schutz vor nicht autorisiertem Zugriff auf Dienste oder Daten zu bieten.

Standardmäßig sollte der Zugriff auf einen Dienst verweigert werden, sofern keine Autorisierungsrichtlinie explizit definiert ist, die den Zugriff auf diesen Dienst zulässt. Beispiele für Autorisierungsrichtlinien, die Zugriffsanfragen verweigern, finden Sie unter Best Practices für Autorisierungsrichtlinien.

Autorisierungsrichtlinien sollen das Vertrauen so weit wie möglich einschränken. Der Zugriff auf einen Dienst kann beispielsweise basierend auf einzelnen URL-Pfaden definiert werden, die von einem Dienst bereitgestellt werden, sodass nur Dienst A auf den Pfad /admin von Dienst B zugreifen kann.

Autorisierungsrichtlinien können zusammen mit Kubernetes-Netzwerkrichtlinien verwendet werden, die nur auf der Netzwerkebene (Ebene 3 und Ebene 4) funktionieren und den Netzwerkzugriff für IP-Adressen und Ports auf Kubernetes-Pods und Kubernetes-Namespaces steuern.

Tokenaustausch für den Zugriff auf Mesh-Dienste erzwingen

Zum Schutz vor Tokenwiederholungsangriffen, bei denen Tokens gestohlen und die gestohlenen Tokens für den Zugriff auf Mesh-Dienste wiederverwendet werden, sollte ein Token in einer Anfrage von außerhalb des Mesh-Netzwerks gegen ein kurzlebiges Token innerhalb des Mesh-Netzwerks am Edge ausgetauscht werden.

Eine Anfrage von außerhalb des Mesh-Netzwerks für den Zugriff auf einen Mesh-Dienst muss ein Token wie JWT oder Cookie enthalten, um vom Mesh-Dienst authentifiziert und autorisiert zu werden. Ein Token von außerhalb des Mesh-Netzwerks kann langlebig sein. Zum Schutz vor Tokenwiederholungsangriffen sollte ein Token von außerhalb des Mesh-Netzwerks gegen ein kurzlebiges Mesh-internes Token mit einem eingeschränkten Bereich am Ingress des Mesh ausgetauscht werden. Der Mesh-Dienst authentifiziert ein Mesh-internes Token und autorisiert die Zugriffsanfrage anhand des Mesh-internen Tokens.

Cloud Service Mesh unterstützt die Einbindung in Identity-Aware Proxy (IAP), die ein RequestContextToken (ein kurzlebiges Mesh-internes Token, eingetauscht gegen ein externes Token) generiert, das in Cloud Service Mesh für die Autorisierung verwendet wird. Mit dem Token-Austausch können Angreifer im Mesh-Netzwerk keine gestohlenen Tokens für den Zugriff auf Dienste verwenden. Der begrenzte Umfang und die Lebensdauer des ausgetauschten Tokens verringern die Wahrscheinlichkeit eines Angriffs durch Tokenwiederholung.

Ausnahmen von Cloud Service Mesh-Richtlinien sicher einrichten

Möglicherweise haben Sie spezielle Anwendungsfälle für Ihr Service Mesh. Es kann beispielsweise erforderlich sein, einen bestimmten Netzwerkport verfügbar zu machen, um den Texttraffic zu verarbeiten. Um bestimmte Nutzungsszenarien zu berücksichtigen, müssen Sie manchmal Ausnahmen erstellen, damit bestimmte interne oder externe Zugriffe von Cloud Service Mesh-Sicherheitsrichtlinien ausgeschlossen werden. Dies führt zu Sicherheitsproblemen.

Es kann berechtigt sein, Cloud Service Mesh-Sicherheitsrichtlinien für einige Ports und IP-Bereiche zu umgehen. Sie können Anmerkungen (z. B. excludeInboundPorts, excludeOutboundPorts und excludeOutboundIPRanges) zu Pods hinzufügen, um Traffic von der Verarbeitung durch den Envoy-Sidecar auszuschließen. Neben Annotationen zum Ausschließen des Traffics können Sie das Mesh-Netzwerk komplett umgehen. Dazu stellen Sie eine Anwendung mit deaktivierter Sidecar-Injektion bereit. Fügen Sie dazu beispielsweise dem Anwendungs-Pod das Label sidecar.istio.io/inject="false" hinzu.

Das Umgehen von Cloud Service Mesh-Sicherheitsrichtlinien wirkt sich negativ auf die Gesamtsystemsicherheit aus. Wenn beispielsweise Cloud Service Mesh-mTLS und -Autorisierungsrichtlinien für einen Netzwerkport mithilfe von Anmerkungen umgangen werden, gibt es keine Zugriffssteuerung für den Traffic am Port und Abhören oder Trafficänderungen werden möglich. Darüber hinaus wirkt sich die Umgehung von Cloud Service Mesh-Richtlinien auch auf Richtlinien aus, die nicht sicherheitsrelevant sind, z. B. Netzwerkrichtlinien.

Wenn die Cloud Service Mesh-Sicherheitsrichtlinie für einen Port oder eine IP-Adresse (absichtlich oder unbeabsichtigt) umgangen wird, empfehlen wir dringend, andere Sicherheitsmaßnahmen zu ergreifen, um das Mesh-Netzwerk zu sichern sowie Sicherheitsausnahmen, potenzielle Sicherheitslücken und den Status der allgemeinen Sicherheitserzwingung zu überwachen. So sichern Sie das Mesh-Netzwerk in solchen Szenarien:

  • Der Traffic, der die Sidecars umgeht, muss nativ verschlüsselt und authentifiziert werden, um MitM-Angriffe zu verhindern.
  • Erzwingen Sie Kubernetes-Netzwerkrichtlinien, um die Konnektivität von Ports mit Richtlinienausnahmen einzuschränken. Sie können beispielsweise einen Port mit Richtlinienausnahmen so einschränken, dass nur Traffic von einem anderen Dienst im selben Namespace zugelassen wird, oder nur Traffic durch die Ports zulassen, für die die Cloud Service Mesh-Sicherheitsrichtlinie erzwungen wird.

Mit GitOps-Ansatz und Config Sync Konfigurationsabweichungen verhindern

Konfigurationsabweichungen treten auf, wenn die Konfiguration von Richtlinien in einem Mesh von ihrer "Source of Truth" abweicht. Mit Config Sync können Sie Konfigurationsabweichungen verhindern.

Cloud-Audit-Logs und Monitoring erzwingen

Wir empfehlen Mesh-Administratoren, Folgendes zu überwachen:

Administratoren können diese Ressourcen zur Beobachtung verwenden, um zu prüfen, ob die Sicherheitskonfiguration wie erwartet funktioniert, und um Ausnahmen von der Erzwingung von Sicherheitsrichtlinien zu überwachen. Beispiel: Zugriff, der nicht über Sidecars geleitet wurde, Zugriff, der keine gültigen Anmeldedaten hatte, aber einen Dienst erreicht hat.

Open-Source-Beobachtbarkeitssoftware (z. B. Prometheus) kann zwar mit Cloud Service Mesh verwendet werden, doch wird dringend empfohlen, Google Cloud Observability zu verwenden. Diese integrierte Lösung für die Beobachtbarkeit in Google Cloud bietet vollständig verwaltete Funktionen für Logging, Messwerterfassung, Monitoring und Benachrichtigungen.

Arbeitslastsicherheit

Die Arbeitslastsicherheit schützt vor Angriffen, bei denen Arbeitslast-Pods manipuliert und diese manipulierten Pods dann für Angriffe auf den Cluster (z. B. Botnet-Angriffe) genutzt werden.

Pod-Berechtigungen einschränken

Ein Kubernetes-Pod kann Berechtigungen haben, die sich auf andere Pods auf dem Knoten oder dem Cluster auswirken. Es ist wichtig, Sicherheitseinschränkungen für Arbeitslast-Pods zu erzwingen, um zu verhindern, dass ein manipulierter Pod Angriffe auf den Cluster startet.

So erzwingen Sie das Prinzip der geringsten Berechtigung für die Arbeitslasten auf einem Pod:

  • Die in einem Mesh-Netzwerk bereitgestellten Dienste sollten mit möglichst wenigen Berechtigungen ausgeführt werden.
  • Sie können Cloud Service Mesh so konfigurieren, dass es einen init-Container verwendet, um die iptables-Trafficweiterleitung an die Sidecar-Datei einzurichten. Dazu muss der Nutzer Arbeitslasten-Deployments mit Berechtigungen zum Bereitstellen von Containern mit den Funktionen NET_ADMIN und NET_RAW erstellen. Damit keine Container mit erhöhten Berechtigungen ausgeführt werden, können Mesh-Administratoren stattdessen das Istio CNI-Plug-in aktivieren, um die Traffic-Weiterleitung an die Sidecar-Dateien zu konfigurieren.

Container-Images sichern

Angreifer können Angriffe starten, indem sie anfällige Container-Images ausnutzen. Administratoren sollten die Binärautorisierung erzwingen, um die Integrität von Container-Images zu prüfen und sicherzustellen, dass nur vertrauenswürdige Container-Images im Mesh bereitgestellt werden.

Sicherheitslücken in Mesh-Netzwerken minimieren

  • Artifact Analysis kann Sicherheitslücken in GKE-Arbeitslasten scannen und erkennen.
  • Umgang mit Common Vulnerabilities and Exposures (CVEs). In einem Container-Image erkannte Sicherheitslücken können von den Mesh-Administratoren so schnell wie möglich behoben werden. Google wendet automatisch Patches auf CVEs an, die sich auf die Mesh-Images auswirken.

Workload Identity Federation for GKE verwenden, um sicher auf Google-Dienste zuzugreifen

Workload Identity-Föderation für GKE ist die empfohlene Methode für Mesh-Arbeitslasten, um sicher auf Google-Dienste zuzugreifen. Die Alternative zum Speichern eines Dienstkontoschlüssels in einem Kubernetes-Secret und zur Verwendung des Dienstkontoschlüssels für den Zugriff auf Google-Dienste ist aufgrund der Risiken von Datenlecks, Rechteausweitung, Offenlegung von Informationen und Nachweisbarkeit nicht so sicher.

Sicherheitsstatus über Sicherheitsdashboard und Telemetrie überwachen

Ein Service Mesh kann Sicherheitsausnahmen und potenzielle Sicherheitslücken haben. Es ist wichtig, den Sicherheitsstatus eines Mesh-Netzwerks aufzuzeigen und zu überwachen. Dazu gehören die erzwungenen Sicherheitsrichtlinien, Sicherheitsausnahmen und potenzielle Sicherheitslücken im Mesh-Netzwerk. Mit dem GKE Enterprise-Sicherheitsdashboard und der Telemetrie können Sie den Mesh-Sicherheitsstatus aufrufen und überwachen.

Telemetrie überwacht den Zustand und die Leistung von Diensten in einem Mesh-Netzwerk, sodass Mesh-Administratoren das Verhalten von Diensten (z. B. SLOs, abnormaler Traffic, Dienstausfall, Topologie) beobachten können.

Das GKE Enterprise-Sicherheitsdashboard zeigt die Sicherheitsrichtlinien an, die auf eine Arbeitslast in einem Service Mesh angewendet werden, einschließlich Zugriffssteuerungsrichtlinien (Kubernetes-Netzwerkrichtlinien, Richtlinien für die Binärautorisierung und Richtlinien für die Dienstzugriffssteuerung) und Authentifizierungsrichtlinien (mTLS).

Sicherheit für vertrauliche Nutzerdaten und Anmeldedaten

Wenn Sie vertrauliche Nutzerdaten oder Anmeldedaten im nichtflüchtigen Clusterspeicher speichern, z. B. Kubernetes-Secrets oder direkt in Pods, sind die Daten oder Anmeldedaten anfällig für Angriffe durch Pods oder schädliche Vorgänge. Die Daten sind auch anfällig für Netzwerkangriffe, wenn sie zur Authentifizierung bei Diensten über das Netzwerk übertragen werden.

  • Speichern Sie vertrauliche Nutzerdaten und Anmeldedaten nach Möglichkeit in einem geschützten Speicher wie Secret Manager und Cloud KMS.
  • Legen Sie separate Namespaces für Kubernetes-Pods fest, die auf vertrauliche Daten zugreifen, und definieren Sie Kubernetes-Richtlinien, damit die Namespaces nicht von anderen Namespaces aus zugänglich sind. Segmentieren Sie die Rollen, die für Vorgänge verwendet werden, und erzwingen Sie Namespace-Grenzen.
  • Erzwingen Sie den Tokenaustausch, um die Exfiltration von langlebigen Tokens mit hohen Berechtigungen zu verhindern.