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使用 Seccomp 限制容器的系统调用
Kubernetes v1.19 [stable]Seccomp 代表安全计算模式，自 2.6.12 版本以来一直是 Linux 内核的功能。 它可以用来对进程的特权进行沙盒处理，从而限制了它可以从用户空间向内核进行的调用。 Kubernetes 允许你将加载到节点上的 seccomp 配置文件自动应用于 Pod 和容器。
确定工作负载所需的特权可能很困难。在本教程中，你将了解如何将 seccomp 配置文件 加载到本地 Kubernetes 集群中，如何将它们应用到 Pod，以及如何开始制作仅向容器 进程提供必要特权的配置文件。
教程目标
- 了解如何在节点上加载 seccomp 配置文件
- 了解如何将 seccomp 配置文件应用于容器
- 观察由容器进程进行的系统调用的审核
- 观察当指定了一个不存在的配置文件时的行为
- 观察违反 seccomp 配置的情况
- 了解如何创建精确的 seccomp 配置文件
- 了解如何应用容器运行时默认 seccomp 配置文件
准备开始
为了完成本教程中的所有步骤，你必须安装 kind 和 kubectl。本教程将显示同时具有 alpha（v1.19 之前的版本） 和通常可用的 seccomp 功能的示例，因此请确保为所使用的版本正确配置了集群。
创建 Seccomp 文件
这些配置文件的内容将在以后进行探讨，但现在继续进行，并将其下载到名为 profiles/ 的目录中，以便可以将其加载到集群中。
{
"defaultAction": "SCMP_ACT_LOG"
}{
"defaultAction": "SCMP_ACT_ERRNO"
}{
"defaultAction": "SCMP_ACT_ERRNO",
"architectures": [
"SCMP_ARCH_X86_64",
"SCMP_ARCH_X86",
"SCMP_ARCH_X32"
],
"syscalls": [
{
"names": [
"accept4",
"epoll_wait",
"pselect6",
"futex",
"madvise",
"epoll_ctl",
"getsockname",
"setsockopt",
"vfork",
"mmap",
"read",
"write",
"close",
"arch_prctl",
"sched_getaffinity",
"munmap",
"brk",
"rt_sigaction",
"rt_sigprocmask",
"sigaltstack",
"gettid",
"clone",
"bind",
"socket",
"openat",
"readlinkat",
"exit_group",
"epoll_create1",
"listen",
"rt_sigreturn",
"sched_yield",
"clock_gettime",
"connect",
"dup2",
"epoll_pwait",
"execve",
"exit",
"fcntl",
"getpid",
"getuid",
"ioctl",
"mprotect",
"nanosleep",
"open",
"poll",
"recvfrom",
"sendto",
"set_tid_address",
"setitimer",
"writev"
],
"action": "SCMP_ACT_ALLOW"
}
]
}使用 Kind 创建一个本地 Kubernetes 集群
为简单起见，可以使用 kind 创建一个已经加载 seccomp 配置文件的单节点集群。 Kind 在 Docker 中运行 Kubernetes，因此集群的每个节点实际上只是一个容器。这允许将文件挂载到每个容器的文件系统中， 就像将文件挂载到节点上一样。
apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4
kind: Cluster
nodes:
- role: control-plane
extraMounts:
- hostPath: "./profiles"
containerPath: "/var/lib/kubelet/seccomp/profiles"下载上面的这个示例，并将其保存为 kind.yaml。然后使用这个配置创建集群。
kind create cluster --config=kind.yaml
一旦这个集群已经就绪，找到作为单节点集群运行的容器：
docker ps
你应该看到输出显示正在运行的容器名称为 kind-control-plane。
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
6a96207fed4b kindest/node:v1.18.2 "/usr/local/bin/entr…" 27 seconds ago Up 24 seconds 127.0.0.1:42223->6443/tcp kind-control-plane
如果观察该容器的文件系统，则应该看到 profiles/ 目录已成功加载到 kubelet 的默认 seccomp 路径中。
使用 docker exec 在 Pod 中运行命令：
docker exec -it 6a96207fed4b ls /var/lib/kubelet/seccomp/profiles
audit.json fine-grained.json violation.json
使用 Seccomp 配置文件创建 Pod 以进行系统调用审核
首先，将 audit.json 配置文件应用到新的 Pod 中，该配置文件将记录该进程的所有系统调用。
为你的 Kubernetes 版本下载正确的清单：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: audit-pod
labels:
app: audit-pod
spec:
securityContext:
seccompProfile:
type: Localhost
localhostProfile: profiles/audit.json
containers:
- name: test-container
image: hashicorp/http-echo:0.2.3
args:
- "-text=just made some syscalls!"
securityContext:
allowPrivilegeEscalation: falseapiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: audit-pod
labels:
app: audit-pod
annotations:
seccomp.security.alpha.kubernetes.io/pod: localhost/profiles/audit.json
spec:
containers:
- name: test-container
image: hashicorp/http-echo:0.2.3
args:
- "-text=just made some syscalls!"
securityContext:
allowPrivilegeEscalation: false在集群中创建 Pod：
kubectl apply -f audit-pod.yaml
这个配置文件并不限制任何系统调用，所以这个 Pod 应该会成功启动。
kubectl get pod/audit-pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
audit-pod 1/1 Running 0 30s
为了能够与该容器公开的端点进行交互，请创建一个 NodePort 服务， 该服务允许从 kind 控制平面容器内部访问该端点。
kubectl expose pod/audit-pod --type NodePort --port 5678
检查这个服务在这个节点上被分配了什么端口。
kubectl get svc/audit-pod
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
audit-pod NodePort 10.111.36.142 <none> 5678:32373/TCP 72s
现在你可以使用 curl 命令从 kind 控制平面容器内部通过该服务暴露出来的端口来访问这个端点。
docker exec -it 6a96207fed4b curl localhost:32373
just made some syscalls!
你可以看到该进程正在运行，但是实际上执行了哪些系统调用？因为该 Pod 是在本地集群中运行的，
你应该可以在 /var/log/syslog 日志中看到这些。打开一个新的终端窗口，使用 tail 命令来
查看来自 http-echo 的调用输出：
tail -f /var/log/syslog | grep 'http-echo'
你应该已经可以看到 http-echo 发出的一些系统调用日志，
如果你在控制面板容器内 curl 了这个端点，你会看到更多的日志。
Jul 6 15:37:40 my-machine kernel: [369128.669452] audit: type=1326 audit(1594067860.484:14536): auid=4294967295 uid=0 gid=0 ses=4294967295 pid=29064 comm="http-echo" exe="/http-echo" sig=0 arch=c000003e syscall=51 compat=0 ip=0x46fe1f code=0x7ffc0000
Jul 6 15:37:40 my-machine kernel: [369128.669453] audit: type=1326 audit(1594067860.484:14537): auid=4294967295 uid=0 gid=0 ses=4294967295 pid=29064 comm="http-echo" exe="/http-echo" sig=0 arch=c000003e syscall=54 compat=0 ip=0x46fdba code=0x7ffc0000
Jul 6 15:37:40 my-machine kernel: [369128.669455] audit: type=1326 audit(1594067860.484:14538): auid=4294967295 uid=0 gid=0 ses=4294967295 pid=29064 comm="http-echo" exe="/http-echo" sig=0 arch=c000003e syscall=202 compat=0 ip=0x455e53 code=0x7ffc0000
Jul 6 15:37:40 my-machine kernel: [369128.669456] audit: type=1326 audit(1594067860.484:14539): auid=4294967295 uid=0 gid=0 ses=4294967295 pid=29064 comm="http-echo" exe="/http-echo" sig=0 arch=c000003e syscall=288 compat=0 ip=0x46fdba code=0x7ffc0000
Jul 6 15:37:40 my-machine kernel: [369128.669517] audit: type=1326 audit(1594067860.484:14540): auid=4294967295 uid=0 gid=0 ses=4294967295 pid=29064 comm="http-echo" exe="/http-echo" sig=0 arch=c000003e syscall=0 compat=0 ip=0x46fd44 code=0x7ffc0000
Jul 6 15:37:40 my-machine kernel: [369128.669519] audit: type=1326 audit(1594067860.484:14541): auid=4294967295 uid=0 gid=0 ses=4294967295 pid=29064 comm="http-echo" exe="/http-echo" sig=0 arch=c000003e syscall=270 compat=0 ip=0x4559b1 code=0x7ffc0000
Jul 6 15:38:40 my-machine kernel: [369188.671648] audit: type=1326 audit(1594067920.488:14559): auid=4294967295 uid=0 gid=0 ses=4294967295 pid=29064 comm="http-echo" exe="/http-echo" sig=0 arch=c000003e syscall=270 compat=0 ip=0x4559b1 code=0x7ffc0000
Jul 6 15:38:40 my-machine kernel: [369188.671726] audit: type=1326 audit(1594067920.488:14560): auid=4294967295 uid=0 gid=0 ses=4294967295 pid=29064 comm="http-echo" exe="/http-echo" sig=0 arch=c000003e syscall=202 compat=0 ip=0x455e53 code=0x7ffc0000
通过查看每一行上的 syscall= 条目，你可以开始了解 http-echo 进程所需的系统调用。
尽管这些不太可能包含它使用的所有系统调用，但它可以作为该容器的 seccomp 配置文件的基础。
开始下一节之前，请清理该 Pod 和 Service：
kubectl delete pod/audit-pod
kubectl delete svc/audit-pod
使用导致违规的 Seccomp 配置文件创建 Pod
为了进行演示，请将不允许任何系统调用的配置文件应用于 Pod。
为你的 Kubernetes 版本下载正确的清单：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: violation-pod
labels:
app: violation-pod
spec:
securityContext:
seccompProfile:
type: Localhost
localhostProfile: profiles/violation.json
containers:
- name: test-container
image: hashicorp/http-echo:0.2.3
args:
- "-text=just made some syscalls!"
securityContext:
allowPrivilegeEscalation: falseapiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: violation-pod
labels:
app: violation-pod
annotations:
seccomp.security.alpha.kubernetes.io/pod: localhost/profiles/violation.json
spec:
containers:
- name: test-container
image: hashicorp/http-echo:0.2.3
args:
- "-text=just made some syscalls!"
securityContext:
allowPrivilegeEscalation: false在集群中创建 Pod：
kubectl apply -f violation-pod.yaml
如果你检查 Pod 的状态，你将会看到该 Pod 启动失败。
kubectl get pod/violation-pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
violation-pod 0/1 CrashLoopBackOff 1 6s
如上例所示，http-echo 进程需要大量的系统调用。通过设置 "defaultAction": "SCMP_ACT_ERRNO"，
来指示 seccomp 在任何系统调用上均出错。这是非常安全的，但是会删除执行有意义的操作的能力。
你真正想要的只是给工作负载所需的特权。
开始下一节之前，请清理该 Pod 和 Service：
kubectl delete pod/violation-pod
kubectl delete svc/violation-pod
使用设置仅允许需要的系统调用的配置文件来创建 Pod
如果你看一下 fine-pod.json 文件，你会注意到在第一个示例中配置文件设置为 "defaultAction": "SCMP_ACT_LOG" 的一些系统调用。
现在，配置文件设置为 "defaultAction": "SCMP_ACT_ERRNO"，但是在 "action": "SCMP_ACT_ALLOW" 块中明确允许一组系统调用。
理想情况下，容器将成功运行，并且你将不会看到任何发送到 syslog 的消息。
为你的 Kubernetes 版本下载正确的清单：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: fine-pod
labels:
app: fine-pod
spec:
securityContext:
seccompProfile:
type: Localhost
localhostProfile: profiles/fine-grained.json
containers:
- name: test-container
image: hashicorp/http-echo:0.2.3
args:
- "-text=just made some syscalls!"
securityContext:
allowPrivilegeEscalation: falseapiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: fine-pod
labels:
app: fine-pod
annotations:
seccomp.security.alpha.kubernetes.io/pod: localhost/profiles/fine-grained.json
spec:
containers:
- name: test-container
image: hashicorp/http-echo:0.2.3
args:
- "-text=just made some syscalls!"
securityContext:
allowPrivilegeEscalation: false在你的集群上创建Pod：
kubectl apply -f fine-pod.yaml
Pod 应该被成功启动。
kubectl get pod/fine-pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
fine-pod 1/1 Running 0 30s
打开一个新的终端窗口，使用 tail 命令查看来自 http-echo 的调用的输出：
tail -f /var/log/syslog | grep 'http-echo'
使用 NodePort 服务为该 Pod 开一个端口：
kubectl expose pod/fine-pod --type NodePort --port 5678
检查服务在该节点被分配了什么端口：
kubectl get svc/fine-pod
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
fine-pod NodePort 10.111.36.142 <none> 5678:32373/TCP 72s
使用 curl 命令从 kind 控制面板容器内部请求这个端点：
docker exec -it 6a96207fed4b curl localhost:32373
just made some syscalls!
你会看到 syslog 中没有任何输出，因为这个配置文件允许了所有需要的系统调用，
并指定如果有发生列表之外的系统调用将发生错误。从安全角度来看，这是理想的情况，
但是在分析程序时需要多付出一些努力。如果有一种简单的方法无需花费太多精力就能更接近此安全性，那就太好了。
开始下一节之前，请清理该 Pod 和 Service：
kubectl delete pod/fine-pod
kubectl delete svc/fine-pod
使用容器运行时默认的 Seccomp 配置文件创建 Pod
大多数容器运行时都提供一组允许或不允许的默认系统调用。通过使用 runtime/default 注释
或将 Pod 或容器的安全上下文中的 seccomp 类型设置为 RuntimeDefault，可以轻松地在 Kubernetes 中应用默认值。
为你的 Kubernetes 版本下载正确的清单：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: audit-pod
labels:
app: audit-pod
spec:
securityContext:
seccompProfile:
type: RuntimeDefault
containers:
- name: test-container
image: hashicorp/http-echo:0.2.3
args:
- "-text=just made some syscalls!"
securityContext:
allowPrivilegeEscalation: falseapiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: default-pod
labels:
app: default-pod
annotations:
seccomp.security.alpha.kubernetes.io/pod: runtime/default
spec:
containers:
- name: test-container
image: hashicorp/http-echo:0.2.3
args:
- "-text=just made some syscalls!"
securityContext:
allowPrivilegeEscalation: false默认的 seccomp 配置文件应该为大多数工作负载提供足够的权限。
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