容器安全的起源

学习docker安全前，要了解Docker 是基于 Linux 内核的 Namespace 技术实现资源隔离的，所有的容器都共享主机的内核。这方面虚拟化和容器技术是有区别的，相对来讲虚拟机有着更好的隔离性和安全性，而容器的隔离性和安全性则相对较弱。

Docker 与虚拟机区别

虚拟机是通过管理系统(Hypervisor)模拟出 CPU、内存、网络等硬件，然后在这些模拟的硬件上创建客户内核和操作系统。这样做的好处就是虚拟机有自己的内核和操作系统，并且硬件都是通过虚拟机管理系统模拟出来的，用户程序无法直接使用到主机的操作系统和硬件资源，因此虚拟机也对隔离性和安全性有着更好的保证。

而 Docker 容器则是通过 Linux 内核的 Namespace 技术实现了文件系统、进程、设备以及网络的隔离，然后再通过 Cgroups 对 CPU、 内存等资源进行限制，最终实现了容器之间相互不受影响，由于容器的隔离性仅仅依靠内核来提供，因此容器的隔离性也远弱于虚拟机。

容器与虚拟机相比，容器的性能损耗非常小，并且镜像功能也非常方便，在业务快速开发和迭代的今天，容器高性能和敏捷等特性也非常匹配业务快速迭代的业务场景。

Docker容器存在的安全问题

Docker engine安全

Docker 作为一款容器引擎，本身也会存在一些安全漏洞，CVE 目前已经记录了多项与 Docker 相关的安全漏洞，主要有权限提升、信息泄露等几类安全问题。具体 Docker 官方记录的安全问题可以参考这里

镜像安全

由于 Docker 容器是基于镜像创建并启动，因此镜像的安全直接影响到容器的安全。具体影响镜像安全的总结如下。

• 镜像软件存在安全漏洞：由于容器需要安装基础的软件包，如果软件包存在漏洞，则可能会被不法分子利用并且侵入容器，影响其他容器或主机安全。
• 仓库漏洞：无论是 Docker 官方的镜像仓库还是我们私有的镜像仓库，都有可能被攻击，然后篡改镜像，当我们使用镜像时，就可能成为攻击者的目标对象。
• 用户程序漏洞：用户自己构建的软件包可能存在漏洞或者被植入恶意脚本，这样会导致运行时提权影响其他容器或主机安全。

Linux 内核权限安全

仅仅依靠 Namespace 的隔离是远远不够的，因为一旦内核的 Namespace 被突破，使用者就有可能直接提权获取到主机的超级权限，从而影响主机安全

如何提高容器的安全性

保障镜像安全

为保障镜像安全，我们可以在私有镜像仓库安装镜像安全扫描组件，对上传的镜像进行检查，通过与 CVE 数据库对比，一旦发现有漏洞的镜像及时通知用户或阻止非安全镜像继续构建和分发。同时为了确保我们使用的镜像足够安全，在拉取镜像时，要确保只从受信任的镜像仓库拉取，并且与镜像仓库通信一定要使用 HTTPS 协议。

加强内核安全和管理

仅仅依赖内核的隔离可能会引发安全问题，因此我们对于内核的安全应该更加重视

• 宿主机及时升级内核版本
  宿主机内核应该尽量安装最新补丁，因为更新的内核补丁往往有着更好的安全性和稳定性。
• 使用 Capabilities 划分权限
  Capabilities 是 Linux 内核的概念，Linux 将系统权限分为了多个 Capabilities，它们都可以单独地开启或关闭，Capabilities 实现了系统更细粒度的访问控制。

容器和虚拟机在权限控制上还是有一些区别的，在虚拟机内我们可以赋予用户所有的权限，例如设置 cron 定时任务、操作内核模块、配置网络等权限。而容器则需要针对每一项 Capabilities 更细粒度的去控制权限，例如：
cron 定时任务可以在容器内运行，设置定时任务的权限也仅限于容器内部；
由于容器是共享主机内核的，因此在容器内部一般不允许直接操作主机内核；
容器的网络管理在容器外部，这就意味着一般情况下，我们在容器内部是不需要执行ifconfig、route等命令的 。
由于容器可以按照需求逐项添加 Capabilities 权限，因此在大多数情况下，容器并不需要主机的 root 权限，Docker 默认情况下也是不开启额外特权的。
最后，在执行docker run命令启动容器时，如非特殊可控情况，privileged 参数不允许设置为 true，其他特殊权限可以使用 --cap-add 参数，根据使用场景适当添加相应的权限。

• 使用安全加固组件
  Linux 的 SELinux、AppArmor、GRSecurity 组件都是 Docker 官方推荐的安全加固组件。

SELinux (Secure Enhanced Linux): 是 Linux 的一个内核安全模块，提供了安全访问的策略机制，通过设置 SELinux 策略可以实现某些进程允许访问某些文件。
AppArmor: 类似于 SELinux，也是一个 Linux 的内核安全模块，普通的访问控制仅能控制到用户的访问权限，而 AppArmor 可以控制到用户程序的访问权限。
GRSecurity: 是一个对内核的安全扩展，可通过智能访问控制，提供内存破坏防御，文件系统增强等多种防御形式。

使用安全容器

安全容器目前推荐的技术方案是 Kata Containers，Kata Container 并不包含一个完整的操作系统，只有一个精简版的 Guest Kernel 运行着容器本身的应用，并且通过减少不必要的内存，尽量共享可以共享的内存来进一步减少内存的开销。另外，Kata Container 实现了 OCI 规范，可以直接使用 Docker 的镜像启动 Kata 容器，具有开销更小、秒级启动、安全隔离等许多优点。
相关链接：https://github.com/kata-containers