Docker安全管理—-TLS（安全认证）

一、Docker 容器与虚拟机的区别

1.隔离与共享

虚拟机通过添加 Hypervisor 层，虚拟出网卡、内存、CPU 等虚拟硬件，再在其上建立 虚拟机，每个虚拟机都有自己的系统内核。
而 Docker 容器则是通过隔离的方式，将文件系 统、进程、设备、网络等资源进行隔离，再对权限、CPU 资源等进行控制，最终让容器之间互不影响，
容器无法影响宿主机。容器与宿主机共享内核、文件系统、硬件等资源。

docker容器共享同一个内核资源，而虚拟机是独立的使用的资源都是独立的。

2.性能与损耗

与虚拟机相比，容器资源损耗要少。 同样的宿主机下，能够建立容器的数量要比虚拟 机多。但是，虚拟机的安全性要比容器稍好，
要从虚拟机破到宿主机或其他虚拟机，需要 先破 Hypervisor 层，这是极其困难的。而 docker 容器与宿主机共享内核、文件系统等资源，
更有可能对其他容器、宿主机产生影响。

与虚拟机相比容器消耗资源要少的多，因为容器是共享内核的意味着，一个容器资源占用多，其他容器占用的就少，一个容器出现问题，其他容器都会出现问题，因此虚拟机安全性要比容器好

二、Docker 存在的安全问题

1.Docker 自身漏洞

作为一款应用 Docker 本身实现上会有代码缺陷。CVE官方记录Docker历史版本共有超过20项漏洞。
常用的手段主要有

代码执行、权限提升、 信息泄露、权限绕过等。目前 Docker 版本更迭非常快，
Docker 用户最好将 Docker 升级为 最新版本。

2. Docker 源码问题

Docker 提供了 Docker hub，可以让用户上传创建的镜像，以便其他用户下载，快速搭 建环境。但同时也带来了一些安全问题。例如下面三种方式：
（1）上传恶意镜像 如果有在制作的镜像中植入、后门等恶意软件，那么环境从一开始就已经不安全了，后续更没有什么安全可言。

（镜像可能存爱*软件和病毒）

（2）镜像使用有漏洞的软件 Docker Hub 上能下载的镜像里面，75%的镜像都安装了有漏洞的软件。所以下载镜像后，
需要检查里面软件的版本信息，对应的版本是否存在漏洞，并及时更新打上补丁。

（老版本的镜像中环境有问题）

（3）中间人篡改镜像 镜像在传输过程中可能被篡改，目前新版本的 Docker 已经提供了相应的校验机制来预 防这个问题。
你上传的镜像被中间人劫持，篡改，这个时候你需要TLS安全证书，docker容器去找docker服务器做安全认证

三、Docker 架构缺陷与安全机制

Docker 本身的架构与机制就可能产生问题，例如这样一种场景，已经控制了宿主机上的一些容器，或者获得了通过在公有云上建立容器的方式，然后对宿主机或其他容器发起***。

**1. 容器之间的局域网*

主机上的容器之间可以构成局域网，因此针对局域网的 ARP 欺骗、嗅探、广播风暴等 方式便可以用上。
所以，在一个主机上部署多个容器需要合理的配置网络，设置 iptable 规则。

**2. DDoS *耗尽资源

Cgroups 安全机制就是要防止此类的，不要为单一的容器分配过多的资源即可避免此类问题。

3. 有漏洞的系统调用
Docker与虚拟机的一个重要的区别就是Docker与宿主机共用一个操作系统内核。
一旦宿主内核存在可以越权或者提权漏洞，尽管Docker使用普通用户执行，在容器被时，者还可以利用内核漏洞跳到宿主机做更多的事情。

4. 共享root用户权限
如果以 root 用户权限运行容器，容器内的 root 用户也就拥有了宿主机的root权限。

四、Docker 安全基线标准

下面从内核、主机、网络、镜像、容器以及其它等 6 个方 面总结 Docker 安全基线标准。
1.内核级别
（1）及时更新内核。
（2）User NameSpace（容器内的 root 权限在容器之外处于非高权限状态）。
（3）Cgroups（对资源的配额和度量）。
（4）SELiux/AppArmor/GRSEC（控制文件访问权限）。
（5）Capability（权限划分）。
（6）Seccomp（限定系统调用）。
（7）禁止将容器的命名空间与宿主机进程命名空间共享。

2.主机级别
（1）为容器创建独立分区。
（2）仅运行必要的服务。
（3）禁止将宿主机上敏感目录映射到容器。
（4）对 Docker 守护进程、相关文件和目录进行审计。
（5）设置适当的默认文件描述符数。
（文件描述符：内核（kernel）利用文件描述符（file descriptor）来访问文件。文件描述符是非负整数。
打开现存文件或新建文件时，内核会返回一个文件描述符。读写文件也需要使用文件描述符来指定待读写的文件）
（6）用户权限为 root 的 Docker 相关文件的访问权限应该为 644 或者更低权限。
（7）周期性检查每个主机的容器清单，并清理不必要的容器。

3.网络级别
（1）通过 iptables 设定规则实现禁止或允许容器之间网络流量。
（2）允许 Dokcer 修改 iptables。
（3）禁止将 Docker 绑定到其他 IP/Port 或者 Unix Socket。
（4）禁止在容器上映射特权端口。
（5）容器上只开放所需要的端口。
（6）禁止在容器上使用主机网络模式。
（7）若宿主机有多个网卡，将容器进入流量绑定到特定的主机网卡上。

4.镜像级别
（1）创建本地镜像仓库服务器。
（2）镜像中软件都为最新版本。
（3）使用可信镜像文件，并通过安全通道下载。
（4）重新构建镜像而非对容器和镜像打补丁。
（5）合理管理镜像标签，及时移除不再使用的镜像。
（6）使用镜像扫描。
（7）使用镜像签名。

5.容器级别
（1）容器最小化，操作系统镜像最小集。
（2）容器以单一主进程的方式运行。
（3）禁止 privileged 标记使用特权容器。
（4）禁止在容器上运行 ssh 服务。
（5）以只读的方式挂载容器的根目录系统。
（6）明确定义属于容器的数据盘符。
（7）通过设置 on-failure 限制容器尝试重启的次数，容器反复重启容易丢失数据。
（8）限制在容器中可用的进程树，以防止 fork bomb。（fork，迅速增长子进程，耗尽系统进程数量）

6.其他设置
（1）定期对宿主机系统及容器进行安全审计。
（2）使用最少资源和最低权限运行容器。
（3）避免在同一宿主机上部署大量容器，维持在一个能够管理的数量。
（4）监控 Docker 容器的使用，性能以及其他各项指标。
（5）增加实时不安全的检测和事件响应功能。
（6）使用中心和远程日志收集服务

Docker安全规则

容器最小化

如果仅在容器中运行必要的服务，像SSH等服务是不能轻易开启去连接容器的，通常使用以下方式来进入容器
docker exec -it  bash

docker api 访问控制

docker的远程调用API接口存在未授权访问漏洞
[root@localhost ~]# vim /usr/lib/systemd/system/docker.service 
绑定unix通过docker,sock文件重新连接，-H绑定你的tcp端口，和地址
14 行
ExecStart=/usr/bin/dockerd -H unix:///var/run/docker.sock -H tcp://192.168.136.186:2323
[root@localhost ~]# systemctl daemon-reload 
[root@localhost ~]# systemctl restart docker
#永久配置，富语言规则，源地址，指定tcp端口，2323
[root@localhost ~]# firewall-cmd --permanent --add-rich-rule="rule family="ipv4" source address="192.168.136.186" port protocol="tcp" port="2323" accept"
#重启防火墙
[root@localhost ~]# firewall-cmd --reload 
success

限制流量流向

防火墙的规则，外部的流量到内部会有控制，但是容器访问外面，防火墙会给这个请求一个序列号，当它回来的时候直接被防火墙信任，这个就存在了隐患
永久配置，指定public区域，对ipv4的地址进行管控，写上容器的地址，拒绝
[root@localhost ~]# firewall-cmd --permanent --zone=public --add-rich-rule="rule family="ipv4" source address="192.168.136.0/24" reject"
success
[root@localhost ~]# firewall-cmd --reload 
success

使用普通用户启动docker服务

使用用户映射，解决特定容器中的用户0在宿主系统上等于root的问题，LXC允许重新映射用户和组ID
#使用用户映射，对root用户创建一个虚拟用户，等同于宿主系统上的root权限

文件系统限制

挂载的容器根目录绝对只读，而且不同容器对应的文件目录权限分离，优化每个容器在宿主上有单独分区

su test01
docker run -v dev:/home/mc_server/test01 -it centos:latest /bin/bash
su test02
docker run -v dev:/home/mc_server/test02 -it centos:latest /bin/bash

镜像安全

一般情况下，确保只从受信任的库中获取镜像，并且不要使用–insecure-registry=[]参数

这种证书验证只能确定你的身份是不是安全的，但是镜像安全保障不了

Docker client端与Docker Daemon的通信安全

为了放置链路劫持、会话保持等问题导致Docker通信时被中间人***，c/s两端应该通过加密方式通讯

[root@localhost harbor]# docker --tlsverify --tlscacert=ca.pem --tlscert=cert.pem --tlskey=key.pem -H=0.0.0.0:2376

资源控制

资源，既可以降低安全风险，也不影响业务

docker run -tid -name ec2 -cpuset-cpus 3 -cpu-shares 2048 -memory 2048m -rm -blkio-weight 100 --pids--limit 512

宿主机及时升级内核漏洞

docker容器支持热迁移，但是要注意迁移和的IP地址，安装安全加固，使用内核补丁

避免docker容器消息泄露

检查dockerfile中制造镜像，比如ssh有没有开启，镜像有没有问题

日志分析

收集并归档与Docker相关的安全日志来达到审核和监控的目的，使用rsyslog或stdout+ELK的方式进行日志收集、存储与分析
在宿主上使用一下命令在容器外部访问日志文件

docker run -v /dev/log:/dev/log <container_name> /bin/sh #做数据卷

Docker内置命令
docker logs -f

Docker Bench for Security

是一个脚本，用于检查生产环境中部署Docker容器的几十个常见的最佳实践
环境安装
下载二进制文件后，将其添加到环境变量PATH中

[root@localhost ]# git clone
https://github.com/docker/docker-bench-security.git
[root@localhost ]# cd docker-bench-security
[root@localhost ]# sudo sh docker-bench-security.sh

ulimit

可对包括core dump文件大小、进程数据段的大小、课创建文件的大小、常驻内存集大小、打开文件数、进程栈的大小、CPU时间、单个用户的最大线程数、进程的最大虚拟内存等类型的资源起到限制作用
设置CPU时间

docker daemon --default-ulimit cpu=1200
docker run --rm -ti --ulimit cpu=1200 ubuntu bash

##进入容器后查看

ulimit -t

docker-tls 加密通讯

为了防止链路劫持，会话保持等问题导致docker通信被中间人***，c/s两端应该通过加密方式通讯

[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname master
[root@localhost ~]# su
[root@master ~]# vim /etc/hosts
127.0.0.1  master
[root@master ~]# mkdir /tls
[root@master ~]# cd /tls/
//创建ca秘钥
[root@master tls]# openssl genrsa -aes256 -out ca-key.pem 4096
//创建ca证书
[root@master tls]# openssl req -new -x509 -days 1000 -key ca-key.pem -sha256 -subj "/CN=*" -out ca.pen
//创建服务器私钥
[root@master tls]# openssl genrsa -out server-key.pem 4096
//签名私钥
[root@master tls]# openssl req -subj "/CN=*" -sha256 -new -key server-key.pem -out server.csr
//使用ca证书与私钥证书签名、输入123123
[root@master tls]# openssl x509 -req -days 1000 -sha256 -in server.csr -CA ca.pen -CAkey ca-key.pem -CAcreateserial -out server-cert.pem
//生成客户端秘钥
[root@master tls]# openssl genrsa -out key.pem 4096
//签名客户端
[root@master tls]# openssl req -subj "/CN=client" -new -key key.pem -out client.csr
//创建配置文件
[root@master tls]# echo extendedKeyUsage=clientAuth > extfile.cnf
//签名证书，输入123123需要（签名客户端、ca证书、ca秘钥）
[root@master tls]# openssl x509 -req -days 1800 -sha256 -in client.csr -CA ca.pen -CAkey ca-key.pem -CAcreateserial -out cert.pem -extfile extfile.cnf
//删除多余文件
[root@master tls]# rm -rf ca.srl client.csr extfile.cnf server.csr
//配置docker
[root@master tls]# vim /lib/systemd/system/docker.service 
ExecStart=/usr/bin/dockerd --tlsverify --tlscacert=/tls/ca.pen --tlscert=/tls/server-cert.pem --tlskey=/tls/server-key.pem -H tcp://0.0.0.0:2376 -H unix://var/run/docker.sock
//重启进程
[root@master tls]# systemctl daemon-reload
//重启服务
[root@master tls]# systemctl restart docker

//将/tls/ca.pen /tls/cert.pem /tls/key.pem三个文件复制到另一台主机
[root@master tls]# scp ca.pen root@192.168.45.128:/etc/docker
[root@master tls]# scp cert.pem root@192.168.45.128:/etc/docker
[root@master tls]# scp key.pem root@192.168.45.128:/etc/docker 

[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname client
[root@localhost ~]# su
[root@client ~]# vim /etc/hosts
192.168.45.129 master

#client上测试
[root@client docker]# docker --tlsverify --tlscacert=ca.pen --tlscert=cert.pem --tlskey=key.pem -H tcp://master:2376 version