CI/CD パイプラインの Kubernetes セキュリティ

Kubernetes のセキュリティには、セキュリティ対策とツールの実装、および Kubernetes ワークロードを保護するためのベスト プラクティスの採用が含まれます。 Kubernetes は、パブリック クラウド、プライベート クラウド、ハイブリッド クラウドにわたるオープン ソースのコンテナー管理プラットフォームです。 組織は、コンテナーとマイクロサービス アーキテクチャを管理するために Kubernetes を採用しています。

Kubernetes は非常に複雑なシステムです つまり、セキュリティ モジュールを有効にしたり、単にセキュリティ ツールをインストールしたりするだけでは保護できません。 Kubernetes のセキュリティでは、ネットワーク、ノード、ポッド、データなど、Kubernetes クラスターを構成するすべてのレイヤーとサービスに影響を与える可能性のあるさまざまなセキュリティ リスクに対処する必要があります。

適切に対処するには Kubernetes のセキュリティ リスク、Kubernetes 管理者は、Kubernetes セキュリティ ツールとその制限を理解し、クラスタと統合してセキュリティ ギャップを埋めることができるサードパーティ ツールを利用する必要があります。

Kubernetes を使用した CI/CD

コンテナー化と Kubernetes のようなプラットフォームは、一貫性、速度、俊敏性を向上させる新しいコンピューティング パラダイムを作成しました。 エンジニアリング チームは、運用タスクとアプリケーション タスクを記述する共通の宣言型言語を活用できるため、Kubernetes は分散ワークロードを実行する一般的な方法になっています。

Kubernetes の仕組み

Kubernetes が宣言型 YAML で目的のアプリケーション状態を作成して適用すると、宣言された状態を解決できます。 たとえば、Kubernetes は、アプリケーションが適切な数のレプリカを持っていることを確認し、偏差を検出したときに違いを解決します。 したがって、実際の状態は宣言された状態と同じままです。

最小限の経験でも、Kubernetes へのデプロイは迅速かつ簡単です。 デプロイメント YAML を作成し、kubectl apply コマンドを実行します。 Kubernetes はローリング アップデートを使用して、必要に応じて増分変更を行います。 別のプラットフォームで更新を有効にするルールを手書きするよりも、Kubernetes がローリング アップデートを実装するのを見る方がはるかに簡単です。

CI/CD を使用する理由

Kubernetesを採用するときは、 CI/CD のベスト プラクティスを使用することが重要. Kubernetes によって堅牢な CI/CD パイプラインが不要になるわけではありません。むしろ、Kubernetes は CI/CD の強化に役立つ利点を提供します。

CI/CD パイプラインの設計は、Kubernetes の落ち着きのない性質とマイクロサービス アーキテクチャを考えると難しい場合があります。 Kubernetes CI/CD パイプラインの構築と使用には、主に 3 つの課題があります。

  • 自動テスト—これらにより、信頼性の高いクラウド アプリケーションを作成して展開できます。 パイプラインの次の段階に進む前に、開発者によるすべてのコミットを完全にテストする必要があります。 さまざまなクラウド ベンダーの統合と Kubernetes API が原因で、テストが難しい場合があります。
  • デプロイとロールバック—Kubernetes は信頼性が高くスケーラブルなデプロイ API を提供し、ダウンタイムを最小限に抑えてクラウド アプリケーションをリリースできるようにします。 CD パイプラインには、ローリング アップグレード、A/B テスト、Blue-Green デプロイなどのクラウド ネイティブなデプロイ戦略を含める必要があります。 展開に問題がある場合、展開パイプラインも最新の作業バージョンにロールバックする必要があります。 したがって、パイプラインには、効果的な展開とロールバックの自動化戦略が含まれている必要があります。
  • スケーラビリティ—本番環境で Kubernetes を使用すると、数十または数百のアプリケーションがサポートされる場合があります。 複数のアプリがある場合、使用する CI/CD ツールは、複数のパイプライン インスタンスを並行して実行し、多くのソース コード リポジトリを監視する必要があります。 したがって、ワーカーに十分なリソースを割り当てて、スケーラビリティのために CI/CD パイプラインを設計する必要があります。

Kubernetes CI/CD パイプラインを保護するためのベスト プラクティス

安全な CI/CD パイプラインを構築する際に考慮すべきベスト プラクティスは次のとおりです。

秘密を安全に保つ

Kubernetes では、シークレットは、クラスター上のさまざまな CI/CD サービスとアプリケーションを認証および承認するのに役立つデジタル資格情報です。 ただし、GitHub などのソース管理システムは、CI/CD パイプラインのデプロイ中にシークレットを公開できます。 公開された場合でもシークレットが保護されたままになるようにするには、コンテナーの外部に公開されたときにシークレットを暗号化する必要があります。

Git ベースのワークフロー (GitOps) を実装する

Git ベースの操作は CI/CD パイプラインをトリガーできるため、使いやすさとコラボレーションが促進されます。 Git はすべてのパイプラインの変更とソース コードを 1 つのソース リポジトリに保存するため、開発者はデプロイ前に変更を確認し、特定されたエラーを排除できます。 また、ビルド スナップショットとチャット ツールの統合もサポートしており、障害時の変更の追跡と回復に役立ちます。

Blue-Green デプロイ パターンを活用する

CI/CD パイプラインは、各ステージの特定の要件を満たした後、コードを本番環境にデプロイします。 理想的には、CI/CD ステージが適切に機能し、正確なデプロイが行われるようにする必要があります。 ただし、セキュリティ上の欠陥やリソースの停止など、一部のシナリオでは問題が発生する可能性があります。

Blue-Green デプロイ パターンでは、デプロイ インスタンスの追加の並列セットを既存の運用インスタンスに初期化できます。 これにより、障害時やダウンタイム時に、より簡単に切り替えることができます。

コンテナ イメージのテストとスキャン

継続的インテグレーション (CI) プロセス中に新しいイメージが構築されるたびに、コンテナー イメージをテストしてスキャンすることが重要です。 セキュリティに深刻な影響を与える前に、脆弱性を検出して修正するのに役立ちます。

コンテナー イメージをテストするときは、コマンドがコンテナー内で正しく機能することを確認し、コマンドに正しい仕様と内容が含まれていることを確認する必要があります。 イメージ スキャンを実行して、コンテナー レジストリにプッシュされた新しいビルドによって導入される可能性のある脆弱性を見つけることができます。

安全なコーディング

セキュリティを念頭に置いてコンテナをコーディングすると、強固なセキュリティ基盤が確保されます。 安全なコードに追加するセキュリティ対策とツールは、セキュリティをさらに強化するのに役立ちます。 ただし、安全でない設計は修正がはるかに困難です。 Kubernetes デプロイ用のコンテナーを安全にコーディングするためのベスト プラクティスを次に示します。

  • TLS を使用して転送中のデータを暗号化し、伝送制御プロトコル (TCP) ネットワーク通信を保護します。
  • 開いている TCP ポートの数を減らし、監視または通信に必要なものだけを保持します。
  • サードパーティのコードとライブラリの脆弱性をスキャンします。
  • インターネットに接続するアプリケーションには侵入テスト ツールを使用します。 クロスサイト スクリプティング (XSS) や SQL インジェクションなどの一般的な脆弱性を確認します。

結論

この記事では、CI/CD パイプラインが Kubernetes セキュリティの重要な要素である理由を説明し、CI/CD パイプラインを保護するためのいくつかの重要なベスト プラクティスを提供しました。

  • 秘密を安全に保つ – ソース管理または Kubernetes 構成ファイルでシークレットが平文で保持されないようにします。
  • Git ベースのワークフロー (GitOps) を実装する – CI と CD の分離と、CI/CD パイプラインの完全な宣言型構成を確保します。
  • Blue-Green デプロイ パターンを活用する – セキュリティや安定性の問題が発生した場合に、以前のバージョンに簡単にロールバックできるようにします。
  • コンテナー イメージのテストとスキャン – 脆弱性をスキャンせずに、どの環境でもコンテナ イメージを使用しないでください。
  • 安全なコーディング – Kubernetes クラスター内で実行されるすべてのアプリケーション コードに対して、安全なコーディング プラクティスを使用するようにしてください。

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