Bonnes pratiques de sécurité pour Cloud Service Mesh

Ce document décrit les bonnes pratiques pour établir et régir une configuration Cloud Service Mesh sécurisée exécutée sur Google Kubernetes Engine (GKE). Les instructions de ce document vont au-delà des paramètres utilisés pour configurer et installer Cloud Service Mesh et expliquent comment vous pouvez utiliser Cloud Service Mesh avec d'autres produits et fonctionnalités Google Cloud pour vous protéger contre les menaces de sécurité auxquelles les applications dans un réseau maillé peuvent faire face.

L'audience visée pour ce document inclut les administrateurs qui gèrent des règles dans un Cloud Service Mesh et les utilisateurs qui exécutent des services dans un Cloud Service Mesh. Les mesures de sécurité décrites ici sont également utiles pour les organisations qui doivent renforcer la sécurité de leurs maillages de services afin de répondre aux exigences de conformité.

Le document est organisé comme suit :

Présentation

Cloud Service Mesh fournit des fonctionnalités et des outils qui vous aident à observer, gérer et sécuriser des services de manière unifiée. Il adopte une approche centrée sur les applications et utilise des identités d'application approuvées plutôt qu'une approche basée sur l'adresse IP du réseau. Vous pouvez déployer un maillage de services de manière transparente, sans avoir à modifier le code d'application existant. Cloud Service Mesh offre un contrôle déclaratif sur le comportement du réseau, ce qui permet de dissocier les responsabilités des administrateurs chargés de la sécurité et de la mise en réseau de la charge de travail des équipes chargées de livrer et de publier les fonctionnalités des applications.

Cloud Service Mesh est basé sur le maillage de services Open Source Istio, qui permet des configurations et des topologies sophistiquées. Selon la structure de votre organisation, une ou plusieurs équipes ou rôles peuvent être chargés d'installer et de configurer un réseau maillé. Les paramètres Cloud Service Mesh par défaut sont choisis pour protéger les applications. Toutefois, dans certains cas, vous pouvez avoir besoin de configurations personnalisées ou d'accorder des exceptions en excluant certaines applications, certains ports ou certaines adresses IP de la participation à un réseau maillé. Il est important de mettre en place des contrôles pour régir les configurations des réseaux maillés et les exceptions de sécurité.

Vecteurs d'attaque et risques de sécurité

Vecteurs d'attaque

La sécurité de Cloud Service Mesh suit le modèle de sécurité zéro confiance, qui suppose que les menaces de sécurité proviennent de l'intérieur et de l'extérieur du périmètre de sécurité d'une organisation. Voici des exemples de types d'attaques de sécurité susceptibles de menacer les applications d'un maillage de services:

  • Les attaques par exfiltration de données Il peut s'agir, par exemple, d'attaques espionnant les données sensibles ou les identifiants émis par le trafic de service à service.
  • Les attaques MITM ("man in the middle"). Par exemple, un service malveillant qui se fait passer pour un service légitime pour obtenir ou modifier la communication entre les services.
  • Les attaques par élévation des privilèges. Il peut s'agir, par exemple, d'attaques utilisant un accès non autorisé à des privilèges élevés pour effectuer des opérations sur un réseau.
  • Les attaques par déni de service (DoS).
  • Les attaques Botnet, qui tentent de compromettre et de manipuler des services pour lancer des attaques sur d'autres services.

Les attaques peuvent également être classées en fonction des cibles des attaques :

  • Les attaques internes au réseau maillé. Les attaques visant à altérer, espionner ou usurper la communication service à service ou service à plan de contrôle interne au réseau maillé.
  • Les attaques au plan de contrôle. Les attaques visant à causer un dysfonctionnement du plan de contrôle (tel qu'une attaque DoS) ou à exfiltrer des données sensibles du plan de contrôle.
  • Les attaques en périphérie du réseau maillé. Les attaques visant à altérer, espionner ou usurper la communication au niveau de l'entrée ou de la sortie du réseau maillé.
  • Les attaques aux opérations du réseau maillé Les attaques visant les opérations du réseau maillé. Les pirates informatiques peuvent tenter d'obtenir des privilèges élevés pour effectuer des opérations malveillantes dans un réseau maillé, telles que la modification de ses règles de sécurité et de ses images de charge de travail.

Risques de sécurité

En plus des attaques de sécurité, un réseau maillé est également confronté à d'autres risques de sécurité. La liste suivante décrit quelques risques de sécurité possibles :

  • Protection de sécurité incomplète. Un maillage de services n'a pas été configuré avec des règles d'authentification et d'autorisation pour protéger sa sécurité. Par exemple, aucune règle d'authentification ou d'autorisation n'est définie pour les services d'un réseau maillé.
  • Exceptions aux règles de sécurité. Pour répondre à leurs cas d'utilisation spécifiques, les utilisateurs peuvent créer des exceptions aux règles de sécurité de Cloud Service Mesh afin d'exclure certains trafics (internes ou externes). Pour gérer ces cas de manière sécurisée, consultez la section Gérer les exceptions aux règles de manière sécurisée.
  • Oubli des mises à niveau d'image. Des failles peuvent être détectées au niveau des images utilisées dans un réseau maillé. Vous devez maintenir le composant du réseau maillé et les images de charge de travail à jour avec les derniers correctifs de failles.
  • Faible maintenance (aucune expertise ou ressource). Les configurations du logiciel et des règles du réseau maillé nécessitent une maintenance régulière pour tirer parti des derniers mécanismes de protection de sécurité.
  • Manque de visibilité. Les erreurs de configuration ou des configuration non sécurisée des règles du réseau maillé, ainsi que le trafic ou les opérations de réseau maillé anormal(es) ne sont pas signalés aux administrateurs du réseau maillé.
  • Écarts de configuration. La configuration des règles dans un réseau maillé diffère de la source de vérité.

Mesures pour protéger un maillage de services

Cette section présente un manuel d'exploitation pour sécuriser les maillages de services.

Architecture de sécurité

La sécurité d'un maillage de services dépend de la sécurité des composants au niveau des différentes couches du système du réseau maillé et de ses applications. L'objectif général de la stratégie de sécurité proposée par Cloud Service Mesh est de sécuriser un maillage de services en intégrant plusieurs mécanismes de sécurité à différentes couches, ce qui permet d'obtenir la sécurité globale du système en adoptant le modèle de sécurité zéro confiance. Le schéma suivant illustre la stratégie de sécurité proposée pour Cloud Service Mesh.

Stratégie de sécurité de Cloud Service Mesh

Cloud Service Mesh offre une sécurité sur plusieurs couches, y compris:

  • Sécurité en périphérie du réseau maillé
    • La sécurité au niveau de l'entrée de Cloud Service Mesh fournit un contrôle des accès pour le trafic externe et sécurise l'accès externe aux API exposées par les services du réseau maillé.
    • La sécurité au niveau de la sortie de Cloud Service Mesh régule le trafic sortant des charges de travail internes.
    • L'authentification des utilisateurs de Cloud Service Mesh s'intègre à l'infrastructure Google pour authentifier les appels externes provenant de navigateurs Web vers les services qui exécutent des applications Web.
    • La gestion des certificats de passerelle de Cloud Service Mesh protège et alterne les clés privées et les certificats X.509 utilisés par les passerelles d'entrée et de sortie de Cloud Service Mesh à l'aide de Certificate Authority Service.
    • Cloud Armor peut protéger contre les attaques par déni de service distribué (DDoS) et les attaques de couche 7. Il sert de pare-feu d'application Web (WAF) pour protéger le réseau maillé contre les attaques de réseau. Il peut s'agir, par exemple, d'attaques par injection ou exécution de code à distance.
    • VPC et VPC Service Controls protègent le réseau périphérique via les contrôles des accès au réseau privé.
  • Sécurité du cluster
    • Le protocole TLS mutuel (mTLS) de Cloud Service Mesh applique le chiffrement et l'authentification du trafic de charge de travail à charge de travail.
    • L'autorité de certification gérée, telle que l'autorité de certification Cloud Service Mesh et Certificate Authority Service, provisionne et gère en toute sécurité les certificats utilisés par les charges de travail.
    • L'autorisation Cloud Service Mesh applique contrôle des accès aux services de maillage en fonction de leur identité et d'autres attributs.
    • Le tableau de bord de sécurité GKE Enterprise fournit une surveillance des configurations des règles de sécurité et des règles de réseau Kubernetes pour les charges de travail.
    • La règle de réseau Kubernetes applique un contrôle d'accès aux pods basé sur des adresses IP, des étiquettes de pods, des espaces de noms, etc.
    • La sécurité du plan de contrôle vous protège contre les attaques sur le plan de contrôle. Cette protection empêche les pirates informatiques de modifier, d'exploiter ou de divulguer des données de configuration du service et du réseau maillé.
  • Sécurité des charges de travail
    • Tenez-vous informé des versions de sécurité de Cloud Service Mesh pour vous assurer que les binaires de Cloud Service Mesh exécutés dans votre réseau maillé sont exempts de failles publiques.
    • La fédération d'identité de charge de travail pour GKE permet aux charges de travail d'obtenir des identifiants pour appeler les services Google de manière sécurisée.
    • L'interface CNI (Container Network Interface) de Kubernetes permet d'éviter les attaques par élévation des privilèges en éliminant le besoin d'un conteneur d'initialisation Cloud Service Mesh privilégié.
  • Sécurité des opérateurs
    • Le contrôle des accès basé sur les rôles Kubernetes (RBAC) limite l'accès aux ressources Kubernetes et les autorisations des opérateurs afin de limiter les attaques provenant d'opérateurs malveillants ou de l'usurpation d'identité.
    • GKE Enterprise Policy Controller valide et audite les configurations de règles au sein du réseau maillé afin d'éviter les erreurs de configuration.
    • L'autorisation binaire Google Cloud garantit que les images de charge de travail du réseau maillé sont celles autorisées par les administrateurs.
    • Google Cloud Audit Logging audite les opérations du réseau maillé.

Le schéma ci-dessous illustre les flux de communication et de configuration avec les solutions de sécurité intégrées dans Cloud Service Mesh.

Flux de trafic du schéma de sécurité

Sécurité du cluster

Activer le protocole TLS mutuel strict

Une attaque MITM ("man in the middle") tente d'insérer une entité malveillante entre deux parties qui communiquent afin d'intercepter ou de manipuler la communication. Cloud Service Mesh se protège contre les attaques MITM et les attaques d'exfiltration de données en appliquant l'authentification et le chiffrement mTLS pour toutes les parties qui communiquent. Le mode permissif utilise le protocole mTLS lorsque les deux côtés le permettent, mais autorise les connexions sans mTLS. En revanche, l'authentification mTLS en mode strict nécessite que le trafic soit chiffré et authentifié avec mTLS et n'autorise pas le trafic en texte brut.

Cloud Service Mesh vous permet de configurer la version TLS minimale pour les connexions TLS entre vos charges de travail afin de répondre à vos exigences de sécurité et de conformité.

Pour en savoir plus, consultez la page Anthos Service Mesh par exemple: mTLS | Appliquer le protocole mTLS au niveau du réseau maillé.

Activer les contrôles des accès

Les règles de sécurité Cloud Service Mesh (telles que les règles d'authentification et d'autorisation) doivent être appliquées à tout le trafic entrant et sortant du réseau maillé, à moins qu'il n'existe de justifications solides pour exclure un service ou un pod des règles de sécurité Cloud Service Mesh. Dans certains cas, les utilisateurs peuvent avoir des raisons légitimes de contourner les règles de sécurité Cloud Service Mesh pour certains ports et plages d'adresses IP. Par exemple, pour établir des connexions natives avec des services non gérés par Cloud Service Mesh. Pour sécuriser Cloud Service Mesh dans ces cas d'utilisation, consultez la section Gérer les exceptions aux règles de Cloud Service Mesh de manière sécurisée.

Le contrôle des accès aux services est essentiel pour empêcher tout accès non autorisé aux services. L'application mTLS chiffre et authentifie une requête, mais un réseau maillé nécessite toujours des règles d'autorisation Cloud Service Mesh pour appliquer le contrôle des accès aux services. Par exemple, rejeter une requête non autorisée provenant d'un client authentifié.

Les règles d'autorisation Cloud Service Mesh constituent un moyen flexible de configurer les contrôles des accès pour protéger vos services contre les accès non autorisés. Les règles d'autorisation Cloud Service Mesh doivent être appliquées en fonction des identités authentifiées dérivées des résultats d'authentification. Les authentifications basées sur mTLS ou sur le jeton Web JSON (JWT) doivent être utilisées conjointement dans le cadre des règles d'autorisation Cloud Service Mesh.

Appliquer les règles d'authentification Cloud Service Mesh

Jeton Web JSON (JWT)

En plus de l'authentification mTLS, les administrateurs de réseau maillé peuvent demander à un service d'authentifier et d'autoriser les requêtes basées sur JWT. Cloud Service Mesh n'agit pas en tant que fournisseur JWT, mais authentifie les JWT en fonction des points de terminaison de l'ensemble de clés Web JSON (JWKS) configurés. L'authentification JWT peut être appliquée aux passerelles d'entrée pour le trafic externe ou aux services internes pour le trafic au sein du réseau maillé. L'authentification JWT peut être combinée à l'authentification mTLS lorsqu'un jeton JWT est utilisé en tant qu'identifiant pour représenter l'appelant final, et que le service demandé nécessite de prouver qu'il est appelé pour le compte de l'appelant final. L'application de l'authentification JWT protège contre les attaques qui accèdent à un service sans identifiants valides et pour le compte d'un utilisateur final réel.

Authentification des utilisateurs de Cloud Service Mesh

L'authentification des utilisateurs avec Cloud Service Mesh est une solution intégrée pour l'authentification des utilisateurs finaux via un navigateur et le contrôle des accès à vos charges de travail. Elle intègre un maillage de services à des fournisseurs d'identité (IdP) existants pour mettre en œuvre un flux de connexion et d'autorisation OpenID Connect (OIDC) standard et utilise les règles d'autorisation Cloud Service Mesh pour le contrôle des accès.

Appliquer des règles d'autorisation

Les règles d'autorisation Cloud Service Mesh contrôlent:

  • Les personnes ou les ressources autorisées à accéder à un service
  • Les ressources qui sont accessibles
  • Les opérations qui peuvent être effectuées sur les ressources autorisées

Les règles d'autorisation sont un moyen polyvalent de configurer le contrôle des accès en fonction des identités réelles exécutées par les services, des propriétés de la couche d'application (couche 7) du trafic (par exemple, des en-têtes de requête) et des propriétés de la couche réseau (couche 3 et couche 4) telles que les plages d'adresses IP et les ports.

Les règles d'autorisation Cloud Service Mesh doivent être appliquées en fonction d'identités authentifiées dérivées des résultats d'authentification pour se protéger contre tout accès non autorisé aux services ou aux données.

Par défaut, l'accès à un service doit être refusé, sauf si une règle d'autorisation est explicitement définie pour autoriser l'accès au service. Consultez la section Bonnes pratiques pour les règles d'autorisation pour obtenir des exemples de règles d'autorisation qui refusent les requêtes d'accès.

Les règles d'autorisation doivent limiter autant que possible la confiance. Par exemple, l'accès à un service peut être défini en fonction des chemins d'URL individuels exposés par un service, de sorte que seul un service A puisse accéder au chemin /admin d'un service B.

Les règles d'autorisation peuvent être utilisées avec les règles de réseau Kubernetes, qui ne fonctionnent qu'au niveau de la couche réseau (couche 3 et couche 4), et contrôlent l'accès au réseau pour les adresses IP et les ports sur les pods Kubernetes et les espaces de noms Kubernetes.

Appliquer l'échange de jetons pour accéder aux services de réseau maillé

Pour empêcher les attaques par répétition de jetons qui volent les jetons et les réutilisent pour accéder aux services de réseau maillé, un jeton d'une requête extérieure au réseau maillé doit être échangé contre un jeton interne au réseau maillé de courte durée en périphérie du réseau maillé.

Une requête extérieure au réseau maillé pour accéder à un service de réseau maillé doit inclure un jeton, tel que JWT ou un cookie, afin d'être authentifiée et autorisée par le service de réseau maillé. Un jeton extérieur au réseau maillé peut être de longue durée. Pour empêcher les attaques par répétition de jetons, un jeton extérieur au réseau maillé doit être échangé contre un jeton interne au réseau maillé et de courte durée avec un niveau d'accès limité en périphérie du réseau maillé. Le service de réseau maillé authentifie un jeton interne au réseau maillé et autorise la requête d'accès en fonction du jeton interne au réseau maillé.

Étape suivante