TL;DR

Bảo mật Container là quá trình bảo vệ các ứng dụng được container hóa (chạy trên Docker hoặc Kubernetes) trong suốt vòng đời của chúng, từ xây dựng đến khi chạy.

Nó tập trung vào việc bảo vệ hình ảnh container, các kho lưu trữ, môi trường chạy, và các lớp điều phối chống lại các lỗ hổng, cấu hình sai, và truy cập trái phép.

Container là gì

Container là một gói phần mềm độc lập bao gồm các phụ thuộc, thư viện, mã, và cấu hình cần thiết để ứng dụng chạy. Nó cô lập ứng dụng khỏi hệ thống cơ bản, vì vậy ứng dụng chạy nhất quán trên các môi trường khác nhau, từ máy tính xách tay của nhà phát triển đến máy chủ thử nghiệm đến đám mây cho sản xuất.

Containers hiệu quả vì chúng chia sẻ kernel của hệ điều hành chủ và không yêu cầu một hệ điều hành khách đầy đủ, làm cho chúng nhanh hơn và sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn so với máy ảo.

Ví dụ về các nền tảng container:

• Docker
• Kubernetes
• Containerd
• Podman

Vì containers chia sẻ cùng hệ điều hành chủ, một cấu hình sai duy nhất có thể ảnh hưởng đến nhiều container, làm cho bảo mật container trở nên quan trọng.

Bảo mật Container là gì

Bảo mật Container là quá trình, công cụ, và chính sách được sử dụng để bảo vệ các container phần mềm và hệ thống chúng chạy trên.

Vì containers cô lập ứng dụng và các phụ thuộc của chúng cùng nhau, việc bảo vệ chúng khỏi các lỗ hổng, cấu hình sai, và truy cập trái phép là quan trọng.

Bảo mật container liên quan đến việc bảo vệ hình ảnh container, môi trường runtime, công cụ điều phối, và cơ sở hạ tầng nền tảng để duy trì tính toàn vẹn, bảo mật và khả dụng của các ứng dụng được container hóa.

Mục tiêu là ngăn chặn các rủi ro bảo mật như:

• Hình ảnh container dễ bị tổn thương hoặc bị xâm phạm
• Cài đặt Docker hoặc Kubernetes bị cấu hình sai
• Leo thang quyền hạn bên trong container
• Tấn công runtime và truy cập trái phép
• Các registry container bị xâm phạm
• Vấn đề chuỗi cung ứng từ hình ảnh cơ bản

Ví dụ :

Nếu một hình ảnh Docker bao gồm thư viện Apache Struts dễ bị tổn thương với các lỗ hổng đã biết, kẻ tấn công có thể khai thác nó (ví dụ, sự cố xâm phạm Equifax 2017). Bảo mật container đảm bảo các lỗ hổng như vậy được phát hiện trước khi triển khai.

Tại sao Bảo mật Container Quan trọng

Container được sử dụng ở khắp mọi nơi: ứng dụng đám mây, microservices, CI/CD, và các nền tảng SaaS vì chúng cho phép phát hành nhanh hơn. Tuy nhiên, chúng cũng làm tăng bề mặt tấn công cho kẻ tấn công.

1. Máy chủ chia sẻ = rủi ro chia sẻ

Một container bị xâm phạm có thể làm lộ toàn bộ node.

2. Hình ảnh công khai có thể nguy hiểm.

Hình ảnh Docker Hub có khả năng bao gồm các thư viện lỗi thời hoặc độc hại.

3. Cấu hình sai Kubernetes

RBAC yếu hoặc bảng điều khiển mở đã dẫn đến nhiều vi phạm đám mây.

4. Kẻ tấn công nhắm mục tiêu trực tiếp vào container.

Ví dụ: trong vi phạm Kubernetes của Tesla (2018), kẻ tấn công đã khai thác một container cấu hình sai để chạy các khối lượng công việc khai thác tiền điện tử.

5. Tuân thủ yêu cầu kiểm soát mạnh mẽ.

Bảo mật container để đáp ứng các quy định bảo mật như SOC 2, PCI DSS, HIPAA, v.v.

Cách Hoạt Động của Bảo Mật Container

Bảo mật container bảo vệ mọi giai đoạn của vòng đời container, từ việc xây dựng hình ảnh đến chạy nó trong sản xuất. Đây là cách quá trình hoạt động

1. Bảo Mật Giai Đoạn Xây Dựng

Giai đoạn này là nơi hình ảnh container được tạo ra.

• Quét hình ảnh cơ bản để tìm lỗ hổng (ví dụ, thư viện lỗi thời)
• Kiểm tra Dockerfiles để tìm hướng dẫn không an toàn (ví dụ, chạy dưới tài khoản root, mở các cổng không cần thiết)
• Phát hiện bí mật bên trong mã nguồn hoặc các tệp môi trường trước khi chúng được đưa vào hình ảnh.
• Sử dụng các kho lưu trữ đáng tin cậy để tránh sử dụng hình ảnh bị xâm phạm.

Mục tiêu: Ngăn chặn các thành phần không an toàn xâm nhập vào hình ảnh container của bạn

2. Quét và Bảo Vệ Các Kho Lưu Trữ Container

Khi hình ảnh được xây dựng, chúng được lưu trữ trong các kho lưu trữ như Docker Hub, ECR, GCR, v.v.

• Liên tục quét lại hình ảnh khi CVE mới xuất hiện.
• Chặn hình ảnh rủi ro khỏi việc được kéo vào sản xuất.
• Thực thi ký hình ảnh để chỉ sử dụng hình ảnh đã được xác minh cho sản xuất.

Mục tiêu: Đảm bảo chỉ triển khai hình ảnh an toàn

3. Áp dụng Kiểm soát An ninh Trong Quá trình Triển khai

Trong quá trình triển khai, các container được điều phối bởi một nền tảng như Kubernetes.

• Thực thi quyền tối thiểu, tránh chạy container với quyền root.
• Áp dụng chính sách mạng để kiểm soát giao tiếp giữa các dịch vụ.
• Sử dụng bộ điều khiển nhập để tự động từ chối triển khai không an toàn.
• Kích hoạt quản lý bí mật như Kubernetes Secrets, Vault, v.v.

Mục tiêu: Đảm bảo container khởi động với chính sách an ninh đúng

4. Giám sát Container Trong Thời gian Chạy

Sau khi triển khai, các container hoạt động trong sản xuất và kẻ tấn công có thể khai thác chúng nếu tìm thấy lỗ hổng.

• Phát hiện hành vi bất thường, ví dụ, khai thác tiền điện tử, leo thang quyền hạn.
• Giám sát các cuộc gọi hệ thống để bắt các hành động đáng ngờ.
• Ngăn chặn trôi dạt, đảm bảo container đang chạy phù hợp với hình ảnh gốc từ nhóm của bạn.
• Bảo vệ cấu hình thời gian chạy như cài đặt mạng, các volume được gắn kết, hoặc các cờ quyền hạn.

Mục tiêu: Bắt các cuộc tấn công trước khi chúng lan rộng

5. Bảo mật Kubernetes (nếu sử dụng)

Kubernetes mạnh mẽ trong việc điều phối container ở quy mô lớn. Nhưng chúng cũng có thể giới thiệu rủi ro.

• Bảo mật máy chủ API với RBAC.
• Củng cố etcd (mã hóa khi nghỉ, hạn chế truy cập).
• Kích hoạt ghi nhật ký kiểm toán để theo dõi tất cả các hành động và sự kiện của người dùng.
• Áp dụng các tiêu chuẩn CIS Kubernetes để thực hành tốt nhất.

Mục tiêu: Đảm bảo lớp điều phối an toàn

6. Liên tục Kiểm tra và Tự động hóa

Môi trường container di chuyển nhanh, và tự động hóa là chìa khóa để bảo vệ container.

• Tự động hóa quét lỗ hổng trong các đường dẫn CI/CD
• Liên tục xác minh cấu hình so với tiêu chuẩn bảo mật.
• Tạo báo cáo tuân thủ cho SOC 2, ISO 27001, PCI DSS, v.v.
• Cảnh báo các nhóm khi có lỗ hổng mới ảnh hưởng đến các hình ảnh đã triển khai.

Mục tiêu: Duy trì bảo mật lâu dài với tự động hóa và khả năng hiển thị.

Các Khả năng Chính của Bảo mật Container

1. Quét Hình ảnh

Phát hiện lỗ hổng, phần mềm độc hại, bí mật, và thư viện không an toàn trước khi triển khai.

Ví dụ: Xác định Log4j trong một hình ảnh cơ bản trong CI/CD

2. Bảo mật Registry

Bảo vệ các registry riêng tư (ví dụ: ECR, GCR, Harbor) với xác thực và quét liên tục.

3. Phòng thủ Thời gian Chạy

Giám sát container để phát hiện hành vi bất thường như:

• khởi chạy một shell không mong đợi
• cố gắng khai thác tiền điện tử
• leo thang quyền hạn

4. Bảo mật Kubernetes + Điều phối

Tăng cường bảo mật cụm:

• RBAC
• Chính sách Mạng
• Tiêu chuẩn Bảo mật Pod
• Mã hóa bí mật
• Vô hiệu hóa container có quyền hạn

5. Bảo mật Máy chủ

Củng cố hệ điều hành cơ bản để ngăn chặn kẻ tấn công thoát khỏi container.

6. Tuân thủ & Thực thi Chính sách

Áp dụng các tiêu chuẩn CIS cho Docker và Kubernetes.

Ví dụ trong Thực tế

Một công ty SaaS chạy hàng trăm dịch vụ vi mô trong Kubernetes. Trong quá trình đánh giá bảo mật container, nhóm đã tìm thấy

• Một số container chạy dưới quyền người dùng root.
• Không gian tên cho phép truy cập mạng không bị hạn chế.
• Một hình ảnh chứa các khóa API được mã hóa cứng.

Để khắc phục điều này, nhóm:

• Thêm tích hợp quét hình ảnh trong CI/CD.
• Thực thi RBAC và chính sách mạng của Kubernetes
• Triển khai giám sát thời gian chạy.
• Loại bỏ bí mật và sử dụng Vault/KMS.

Kết quả:

Giảm bề mặt tấn công, ngăn chặn các lỗ hổng không đến được sản xuất, và cải thiện khả năng sẵn sàng kiểm tra bảo mật.

Công Cụ Bảo Mật Container Phổ Biến

• Plexicus Container Security – Quét hợp nhất, thông tin container, kiểm tra IaC
• Aqua Security
• Prisma Cloud (Palo Alto Networks)
• Sysdig Secure
• Falco
• Anchore
• Trivy

Thực Hành Tốt Nhất Cho Bảo Mật Container

• Sử dụng hình ảnh cơ bản tối thiểu (ví dụ: distroless, Alpine)
• Quét hình ảnh trước khi đẩy lên registry.
• Sử dụng container không root
• Giới hạn khả năng của container (không chế độ đặc quyền)
• Thực thi RBAC của Kubernetes
• Áp dụng phân đoạn mạng
• Lưu trữ bí mật một cách an toàn (Vault, KMS, Kubernetes Secrets)
• Giám sát hành vi thời gian chạy liên tục.

Thuật Ngữ Liên Quan

• Bảo Mật Kubernetes
• Quản Lý Tư Thế Bảo Mật Đám Mây (CSPM)
• Nền Tảng Bảo Vệ Khối Lượng Công Việc Đám Mây (CWPP)
• RBAC
• DevSecOps