从网络安全视角看如何保护 Kubernetes 集群安全

Kubernetes 已成为容器编排的从网事实标准，但其复杂架构带来了诸多安全挑战 ，络安企业必须主动应对 。全视群安全保护 Kubernetes 集群需要采用多层防御策略，角看s集涵盖控制平面防护 、何保护强认证机制 、从网网络分段、络安密钥管理和持续监控。全视群安全

本指南基于 CIS Kubernetes 基准和 NIST 网络安全框架等行业标准，角看s集提供 Kubernetes 环境中企业级安全防护的何保护技术实现与优秀实践。

一、从网控制平面安全基础

Kubernetes 控制平面是络安集群的中枢神经系统 ，其安全性直接关系到整个集群的亿华云全视群安全完整性
。控制平面加固应从限制 API 服务器访问和实施全面加密策略开始。角看s集

1. API 服务器加固

未经适当访问控制，何保护kube-apiserver 绝不应直接暴露在互联网上。可通过简单 curl 命令测试 API 服务器的暴露情况 ：

复制curl https://my-control-plane-ip:6443/api1.

若获得响应，则表明 API 服务器可公开访问，需立即修复。建议通过防火墙规则或安全组将访问限制在内网或企业 VPN。

关键 API 服务器安全配置包括启用 TLS 加密和证书管理。CIS Kubernetes 基准要求为 kube-apiserver 设置以下参数 ：

复制# 关键 kube-apiserver 安全参数 --tls-cert-file=/etc/kubernetes/pki/apiserver.crt --tls-private-key-file=/etc/kubernetes/pki/apiserver.key --client-ca-file=/etc/kubernetes/pki/ca.crt --etcd-cafile=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt --encryption-provider-config=/etc/kubernetes/encryption-config.yaml1.2.3.4.5.6. 2. 静态数据加密

Etcd 数据加密为敏感集群信息提供关键保护。通过创建 EncryptionConfiguration 对象配置加密：

复制apiVersion: apiserver.config.k8s.io/v1 kind: EncryptionConfiguration resources: - resources: - secrets providers: - aescbc: keys: - name: key1 secret: <32字节base64编码密钥> - identity: { }1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.

创建配置后 ，使用指向该文件的--encryption-provider-config参数重启 kube-apiserver。这将确保所有密钥在存入 etcd 前均被加密 ，防范备份泄露导致的建站模板数据暴露风险 。

二 、基于角色的访问控制实施

RBAC（Role-Based Access Control）是 Kubernetes 授权的基石 ，在集群资源上实施最小权限原则
。正确配置 RBAC 可防止未授权访问并限制潜在安全事件的影响范围。

1. 创建细粒度角色

首先定义符合组织职责的特定角色 ：

复制apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 kind: Role metadata: namespace: production name: pod-reader rules: - apiGroups: [""] resources: ["pods"] verbs: ["get", "watch", "list"] --- apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 kind: RoleBinding metadata: name: read-pods namespace: production subjects: - kind: User name: jane apiGroup: rbac.authorization.k8s.io roleRef: kind: Role name: pod-reader apiGroup: rbac.authorization.k8s.io1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.

此配置授予 production 命名空间内 pod 的只读权限，体现了细粒度权限分配原则
。除非绝对必要
，否则应避免授予集群范围的管理权限 ，免费模板这会显著增加安全风险。

2. 服务账户安全

为应用程序创建仅含必要权限的专用服务账户 ：

复制apiVersion: v1 kind: ServiceAccount metadata: name: app-service-account namespace: application --- apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 kind: Role metadata: namespace: application name: app-role rules: - apiGroups: [""] resources: ["configmaps", "secrets"] verbs: ["get"]1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.

此方法确保应用程序仅以必要权限运行，从而减少潜在攻击面。

三、网络安全与分段

网络策略提供关键的微隔离能力，控制 Pod 间及与外部资源的流量。实施全面的网络策略可构建纵深防御，防范横向移动攻击  。

1. 默认拒绝网络策略

通过实施默认拒绝策略建立基线安全态势：

复制apiVersion: networking.k8s.io/v1 kind: NetworkPolicy metadata: name: default-deny-all namespace: production spec: podSelector: { } policyTypes: - Ingress - Egress1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.

该策略默认阻止所有流量
 ，仅允许明确规则的必需通信 。

2. 选择性允许策略

为必要通信创建特定策略：

复制apiVersion: networking.k8s.io/v1 kind: NetworkPolicy metadata: name: allow-web-to-api namespace: production spec: podSelector: matchLabels: app: api-server policyTypes: - Ingress ingress: - from: - podSelector: matchLabels: app: web-frontend ports: - protocol: TCP port: 80801.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.

此配置仅允许 web 前端 Pod 通过 8080 端口与 API 服务器通信，模板下载实现精确流量控制。

四、密钥管理与保护

Kubernetes 密钥需要谨慎处理，以防凭证泄露并确保应用生命周期中的安全完整性 。

1. 外部密钥管理集成

与外部密钥管理系统集成以增强安全性 ：

复制apiVersion: external-secrets.io/v1beta1 kind: SecretStore metadata: name: vault-backend namespace: production spec: provider: vault: server: "https://vault.company.com" path: "secret" auth: kubernetes: mountPath: "kubernetes" role: "production-role"1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.

外部密钥存储提供自动轮换 、审计日志和集中管理等高级功能  。

2. 密钥轮换自动化

使用 kubectl 和自定义脚本实现密钥自动轮换
：

复制#!/bin/bash # 自动密钥轮换脚本 kubectl create secret generic db-credentials \ --from-literal=username=$NEW_USERNAME \ --from-literal=password=$NEW_PASSWORD \ --dry-run=client -o yaml | kubectl apply -f - kubectl rollout restart deployment/application1.2.3.4.5.6.7.

此方法确保密钥定期更新而无需人工干预。

五、Pod 安全标准实施

Pod 安全标准取代已弃用的 PodSecurityPolicies ，通过准入控制器提供全面的工作负载保护。

1. 受限安全配置

为生产工作负载配置最严格的安全策略：

复制apiVersion: v1 kind: Namespace metadata: name: secure-production labels: pod-security.kubernetes.io/enforce: restricted pod-security.kubernetes.io/audit: restricted pod-security.kubernetes.io/warn: restricted1.2.3.4.5.6.7.8.

此配置强制执行受限策略，防止权限提升并实施安全最佳实践。服务器租用

2. 自定义安全上下文

定义显式安全上下文以增强保护
：

复制apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: secure-app spec: template: spec: securityContext: runAsNonRoot: true runAsUser: 10001 fsGroup: 10001 containers: - name: app securityContext: allowPrivilegeEscalation: false readOnlyRootFilesystem: true capabilities: drop: - ALL1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.

这些设置可防止权限提升 ，并将容器能力限制在必需功能范围内
。

2. 安全监控与威胁检测

持续监控提供集群安全事件和潜在威胁的实时可见性 。部署 Falco 进行运行时安全监控：

复制apiVersion: apps/v1 kind: DaemonSet metadata: name: falco spec: selector: matchLabels: app: falco template: spec: containers: - name: falco image: falcosecurity/falco:latest securityContext: privileged: true volumeMounts: - name: proc mountPath: /host/proc readOnly: true1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.

Falco 可检测异常行为，包括未授权系统调用、权限提升和可疑网络活动。

六、合规性与漏洞管理

定期合规审计确保符合安全框架要求并识别配置偏差。使用 Trivy 进行全面的漏洞扫描 ：

复制# 扫描集群漏洞和错误配置 trivy k8s --report=summary cluster # 扫描特定命名空间 trivy k8s -n production --severity=CRITICAL --report=all1.2.3.4.

Trivy 可识别容器镜像漏洞、Kubernetes 配置问题以及违反 CIS 基准的情况。

七、总结

保护 Kubernetes 集群安全需要在所有架构组件上实施多层防护。通过加固控制平面 、高防服务器实施强健的 RBAC 策略、建立网络分段、安全管理密钥、执行 Pod 安全标准以及持续监控，企业可实现企业级安全防护。定期合规审计和漏洞评估确保对不断演变的威胁提供持续保护 。成功的关键在于将安全视为开发和部署流程的组成部分，而非事后补救。这需要安全团队与 DevOps 工程师协作，在保障安全的同时维持运营效率。