CNCF 2023 年度调查报告强调，84% 的企业正在其生产软件管道中使用或评估 Kubernetes（高于 2022 年的 81%）。显然，Kubernetes 已成为企业将软件应用程序部署到生产中的事实操作系统。
随着用户群的不断扩大，涉及的公司数据也越来越多，加上公司数据和通信的机密性，Kubernetes 的安全管理已成为企业关注的主要问题。在 RedHat 的《2024 年 Kubernetes 状态报告》中，67% 的受访者表示他们的 Kubernetes 部署曾因安全原因而推迟。
随着微服务架构的兴起，公钥基础设施（PKI）在整个 DevOps 管道中通过加密、验证和授权确保通信安全方面发挥了至关重要的作用。这些安全措施中需要解决的关键漏洞包括：
- 用于 kubelet 验证 API 服务器身份的客户端证书；
- 用于 API 服务器与 kubelet 通信的 Kubelet 服务器证书，
- API 服务器端点的服务器证书，
- 供群集管理员验证 API 服务器身份的客户端证书，
- 用于 API 服务器与 kubelet 通信的客户端证书，
- 用于 API 服务器与 etcd 通信的客户端证书，
- 用于控制器管理器与 API 服务器通信的客户端证书/kubeconfig，
- 用于调度程序与 API 服务器通信的客户端证书/kubeconfig，
- 前置代理的客户端和服务器证书
在本博客中，我们将探讨确保 Kubernetes 环境中 pod-to-pod 通信安全的重要性，以及实施 TLS 如何提供所需的额外保护。
什么是Pod，为什么要使用它们？
在 Kubernetes 等容器化应用程序和编排平台中，“Pod ”代表一组拥有共享网络或主机的一个或多个容器，允许它们相互通信。在 Pod 中运行的容器可以协同工作，共享资源并执行特定任务。
像 Kubernetes 这样的协调平台对 pod 管理至关重要。Kubernetes 允许开发人员自动部署、扩展和管理容器化应用程序，确保工作流程持续高效地运行。
如何确保 Pod-to-Pod 通信安全
使用 TLS 和 mTLS 确保 pod 之间的通信安全，使用 X.509 证书实现加密过程。这些证书存储为 Kubernetes 机密，可确保敏感信息在集群内得到安全管理。 mTLS 安全性对于强化容器化环境 和增强微服务架构的安全态势至关重要。
为什么需要保护Pod
要保护敏感应用程序并降低恶意攻击或数据泄露的风险，就必须确保容器化环境中 pod 和 pod 间通信的安全。Pod 安全可以保护企业，并在工作流程中实现各种改进和保证：
- 数据保密性 – TLS 证书可提高数据完整性，并通过加密防止任何未经授权的访问。这种安全通信对于处理敏感数据（如金融交易或医疗记录）的环境尤为重要。
- 隔离和多租户 – 当多个 pod 在共享环境中工作并共享同一个集群时，任何受损的 pod 都有可能影响集群中的另一个 pod。
- 身份验证 – 使用 TLS 保护 pod，确保 pod 只与授权实体通信，降低恶意攻击导致未经授权访问的风险。
- 执行安全态势 – Pod 的安全性对于成功的代码开发至关重要，mTLS 可启用安全策略，为 Kubernetes 集群中的所有 pod 设置基线安全要求。
- 合规性要求 – Pod 安全性可确保组织符合合规性标准，防止高度管制行业的数据泄露和中断。
- 提高性能 – 除了 TLS 的安全优势外，它们还能提高性能，包括更快的 “握手 ”时间，非常适合高流量的 Kubernetes 环境。
什么是 mTLS 及其重要性？
mTLS 或相互传输安全层是标准 TLS 协议的扩展，要求客户端和服务器之间相互验证，以建立安全连接。 这一额外步骤可增强双方通信的安全性，因为它能确保客户端和服务器都是各自声称的真实身份。
mTLS 支持以下功能：
- 数据加密 - 特别是在微服务架构中，以确保服务间通信的安全。
- 零信任架构 - 每次通信都经过验证。
- 适用于各种通信协议 – 这意味着它不仅限于基于网络的应用程序
正因为这些特性，mTLS 被广泛用于保护敏感通信的安全，这在云原生和基于微服务的环境中非常普遍。
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