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Docker Security 筆記

Docker Security

參考來源：https://www.prplbx.com/resources/blog/docker-part1/

儘管 Docker 很受歡迎，仍有許多軟體開發人員避免使用它，因為他們認為 docker 安全性很弱。 Docker 容器包括執行檔、設定檔、相關依賴項、主機環境和網路配置。其中每一個都是淺在的弱點。例如舊函式庫中的漏洞會對整個 docker 容器構成威脅。由於 Docker 容器中有許多不同的技術，安全管理也會變得很複雜。以下為 Docker 的安全實踐：

1. 避免用 root 執行

58% 的 docker 鏡像是使用 root 權限運行，攻擊者可以透過 root 訪問所有資訊並可以直接控制硬體，因此 docker 中的 process 最好以最小權限創建的使用者執行。例如以下範例：

FROM ubuntu:20.04
RUN apt-get update -y && \
apt-get install -y python3-pip python3-dev
USER test
CMD test test.py

2. 使用信任來源的 Base Image、為自己打包的映像檔簽名

您應該只從受信任的存儲庫中提取基本 Docker 映像檔，或是檢查 checksums 和數位簽名以驗證鏡像的真實性和完整性。

3. 更新 Docker 映像檔的作業系統、軟體

我們每天都會遇到數百個與作業系統和函式庫相關的 CVE，維持 Docker 鏡像為最新並創建自動化的更新機制很重要。

4. 關閉未使用的連接埠

為測試而開放的連接埠（如 SSH）或尚未確定使用目的的連接埠應在生產環境中關閉。

5. 不要用明文儲存機敏資訊

寫死的（API 密鑰、AWS 憑據等）為攻擊者敞開大門。您的 Docker 映像檔不應包含與任何環境（開發、測試、生產等）相關的任何 hardcoded 的機敏資訊。您應該通過環境變數（使用 -e 選項）或使用秘碼管理器獲取憑據。

6. 定期掃描 Docker 映像檔

有很多簡單易用的 Docker 容器的開源工具掃描工具，它們透過 Common Vulnerabilities and Exposures (CVE)、Center for Internet Security (CIS) 數據庫來檢測。

Docker 掃描工具

參考來源：https://www.prplbx.com/resources/blog/docker-part2/

1. Docker Bench for Security

Git: https://github.com/docker/docker-bench-security

由 Docker 官方維護的專案，透過 shell script 或是 container 執行掃描，掃瞄範圍涵蓋 Containerd、Docker Daemon、所有他找的到的 Dockerfile、Image、Container。也可以只選擇掃描 image 和 container 就好。

git clone https://github.com/docker/docker-bench-security.git
cd docker-bench-security
sudo sh docker-bench-security.sh                 # 方法 1
docker-compose run --rm docker-bench-security    # 方法 2

檢測項目包含：

  1. Host Configuration:
    • 透過 auditd 來稽核 /etc、/run、/var、/usr/bin 中的 Docker 設定檔與執行檔，確保所有 docker 操作可以被收集、儲存與查閱 (audit 可能會大量產生 log file，須注意清除 log 的機制或考慮將主要系統與 log 掛載在不同硬碟分區)
    • 檢查 Docker 是否為最新版本。
  2. Docker daemon configuration:
    • user namespace
    • 開啟 docker cli 驗證
    • 啟用 live restore
    • 禁止要求新的權限
    • …
  3. Docker daemon configuration files: 檢查 socket、cert、config 權限。
  4. Container Images and Build File:
    • 檢查 Dockerfile 中是否透過 root 身分進行操作
    • Dockerfile 中必須包含 HEALTHCHECK 關鍵字。
  5. Container Runtime:
    • 不要共享 network namespace (它允許容器訪問 host os 上的網路服務如 D-bus，因此，容器可能會做一些意想不到的事情，比如關閉 Docker)
    • 限制容器記憶體大小 (防止 denial of service)
    • 設定容器的 CPU Priority
    • 容器的 root filesystem 必須為 readonly、新增獨立的 volume 來寫入程式的資料 (防止容器被竄改)
    • 不要讓容器可以透過 0.0.0.0 連到 host os (無顯著危險，但建議這樣做)
    • 確認 MaximumRetryCount 為 5 (防止 denial of service on the host)
    • 設定容器的 PIDs cgroup limit (防止 fork bomb)
    • …
  6. Docker Security Operations: Ensure image sprawl is avoided
  7. Docker Docker Swarm Configuration: 有使用 Docker Swarm 叢集才需要注意

各個細項都對應一個 CIS Docker 的編號，解決方法可以參考 Tenable 的 CIS Docker。

如果上述檢查太繁瑣，可以透過以下方法挑選特定想要檢查的規則：

# Only check 2.2
sh docker-bench-security.sh -c check_2_2
# Check all except 2.2
sh docker-bench-security.sh -e check_2_2
# Only check rules of Docker Enterprise license
sh docker-bench-security.sh -c docker_enterprise_configuration
# Only check 4.x and 5.x
sh docker-bench-security.sh -c container_images,container_runtime
# Only check 4.x and 5.x except 4.5
sh docker-bench-security.sh -c container_images,container_runtime -e check_4_5

另外也可以選擇特定的 image 來掃描：

# Only include specific image
sh docker-bench-security.sh -i <image name>

也可以在產生掃描報告後，印出各個弱點的解決方法的摘要：

sh docker-bench-security.sh -p

2. InSpec

InSpec 是 Docker 映像檔的開源測試框架，由 Chef 維護。您可以根據各種標準的 baseline 檢測 Docker 容器的狀態，他們提供的 baseline 有 Linux baseline、CIS docker benchmark、nginx-baseline、ssh-baseline 等，詳細列表可以在這裡找到。

sudo dpkg -i /path/to/inspec.deb
git clone https://github.com/dev-sec/linux-baseline
cd linux-baseline
# 檢測容器的 os
inspec exec https://github.com/dev-sec/linux-baseline -t docker://<container hash>
# 檢測 host os
inspec exec https://github.com/dev-sec/linux-baseline

linux baseline 執行後產生的報表主要著重在各個 /etc 目錄中的設定檔的權限，以及建議 Kernel Parameter 的設定值。

另外也可以用以下指令執行 cis docker benchmark，他檢查的規則跟先前使用的 docker-bench-security.sh 一樣，但是輸出訊息量多、比較雜亂。

git clone https://github.com/dev-sec/cis-docker-benchmark.git
cd cis-docker-benchmark
inspec exec https://github.com/dev-sec/cis-docker-benchmark.git -t docker://<container hash>

3. Trivy

Trivy 是 Aqua Security 開源專案，用於掃描 docker 映像檔的漏洞，Trivy 還可以掃描目錄和 git repo，它可以在幾分鐘內檢測到 CVE 漏洞。

sudo apt install wget apt-transport-https gnupg lsb-release
wget -qO - https://aquasecurity.github.io/trivy-repo/deb/public.key | gpg --dearmor | sudo tee /usr/share/keyrings/trivy.gpg > /dev/null
echo "deb [signed-by=/usr/share/keyrings/trivy.gpg] https://aquasecurity.github.io/trivy-repo/deb $(lsb_release -sc) main" | sudo tee -a /etc/apt/sources.list.d/trivy.list
sudo apt update
sudo apt install trivy

# 方法一
trivy image --clear-cache
trivy image <registry>/<image name>:<tag>

# 方法二
docker run aquasec/trivy

由上圖可以得知掃描報告列出：linux 系統套件 (apt、bash、libc 等)、程式相依套件（dotnet library、package.json、Pipfile 等） 的漏洞並指出該把函式庫更新到哪個版本才修復該漏洞。其餘 trivy 主要用法：

  • 掃描當前目錄和子目錄： 
    ​​​​trivy fs .
  • 掃描 git repo： 
    ​​​​trivy repo https://github.com/knqyf263/trivy-ci-test
  • 只掃描特定漏洞（漏洞種類有 vuln,config,secret,license，預設值為 vuln,secret）、（漏洞等級有 UNKNOWN,LOW,MEDIUM,HIGH,CRITICAL，預設為全部）： 
    ​​​​trivy image <image name> --security-checks vuln,confi
​​​​trivy image <image name> --severity HIGH,CRITICAL
  • 掃描檔案系統根目錄： 
    ​​​​# 方法一
​​​​trivy rootfs /path/to/rootfs

​​​​# 方法二：Standalone mode: 在容器裡執行 trivy rootfs
​​​​docker run --rm -it alpine:3.11
​​​​/ # curl -sfL https://raw.githubusercontent.com/aquasecurity/trivy/main/contrib/install.sh | sh -s -- -b /usr/local/bin
​​​​/ # trivy rootfs /

​​​​# 方法三：Client/Server mode: 從 host os 觸發容器內的 agent 進行掃描
​​​​trivy server
​​​​trivy rootfs --server http://localhost:4954 --severity CRITICAL /tmp/rootfs
  • Custom Policies：
    可以搭配 terrafrom、Docker、RBAC 等，透過 yml、tf、Dockerfile 等格式自訂規則，如果不符合某些安全條件，就會中止佈署程序。 
    ​​​​package user.terraform.ID007

​​​​__rego_metadata__ := {
​​​​    "id": "ID007",
​​​​    "title": "ASG desires too much capacity",
​​​​    "severity": "MEDIUM",
​​​​    "type": "Terraform Plan Check",
​​​​}

​​​​__rego_input__ := {"selector": [{"type": "json"}]}

​​​​deny[msg] {
​​​​    resource := input.planned_values.root_module.resources[_]
​​​​    resource.type == "aws_autoscaling_group"
​​​​    resource.values.desired_capacity > 10

​​​​    msg = sprintf("ASG '%s' desires too much capacity", [resource.name])
​​​​}

4. Snyk

https://snyk.io/learn/docker-security-scanning/

Snyk 是開發者資安平台，提供 IDE、GitHub、Docker、ACR 等的整合工具，在 Docker 中，Snyk 被整合在 docker scan 中。ACR 整合的文件在這邊，他可以從 snyk 提供的 web 界面查看存放在 ACR 的映像檔的漏洞。

# Snyk requires DockerHub account or Snyk account
docker scan --login
docker scan <image name> --file=<docker file>

他掃描的弱點大部分來自 CVE。

除了用整合的 docker scan 以外，也可以用 snyk cli 來掃描，掃描結果是一樣的。

snyk container test <image name>

Pricing: DockerHub 帳號每個月 10 次免費、Snyk 免費帳號每個月 100 次免費

5. Microsoft Defender for Containers

Powerd by Qualys。

Pricing：https://azure.microsoft.com/zh-tw/pricing/details/defender-for-cloud/

詳見官網：https://learn.microsoft.com/en-us/azure/defender-for-cloud/defender-for-containers-vulnerability-assessment-azure

啟用方式：

首先啟用訂用帳戶的 Microsoft Defender for Cloud，然後進入 Microsoft Defender for Cloud，進到 Environment settings -> (Azure > Tenant Root Group > subscription name) -> (Containers 右側 Partial Settings) 啟用 Defender DaemonSet

然後推送任意映像檔到 ACR，等一段時間後即可從 Container registry images should have vulnerability findings resolved 看到掃描報告。

6. OSV-Scanner

Google 維護的掃描工具，可以掃描 Docker image、依賴套件的 Lock File、sbom (Software Bill of Materials)。

# install golang
sudo apt install golang-go
export GOPATH="$HOME/go"
PATH="$GOPATH/bin:$PATH"

# install osv-scanner
go install github.com/google/osv-scanner/cmd/osv-scanner@v1

# scan an image
osv-scanner --docker <image name>:<tag>

他的預設報告格式是 table 如上圖，另外也可以用 --json 格式。

掃描工具比較

Docker Bench for Security InSpec Trivy Snyk Microsoft Defender for Containers OSV-Scanner
掃瞄範圍 host 稽核、host 設定值、Docker 設定檔、container runtime 設定值 host 設定值、container runtime 設定值 系統函式庫、dotnet lib 系統函式庫 系統函式庫 系統函式庫
主要弱點資料庫 CIS CIS CVE、DLA CVE、CWE CVE CVE
報告格式 text text table、json、sarif、cyclonedx、spdx、spdx-json、github、cosign-vuln text、json Azure Portal table、json
報告內容 Kernel Parameter、檔案權限等 Kernel Parameter、檔案權限等 弱點版本、修復版本 弱點版本、修復版本、有些會在網頁顯示 no fix in debian 8 … 弱點版本、修復版本 弱點版本、在網頁中顯示修復版本
費用 免費 免費 免費 5 人 Team 方案 $125/month $6.8693/vCore/month 免費
依賴 git 官網下載 deb 檔、git 官網的 PPA 已經內建在 docker scan，但第一次執行時需要同意他的 license，並且需要透過網址或 token 登入 Snyk 無 golang
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Lin Cheng-Chieh
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