随着 Kubernetes 继续在容器编排领域占据主导地位，确保在这些环境中运行的工作负载的安全性变得越来越重要。保护 Kubernetes 工作负载的最佳实践之一是使用 TLS 证书进行身份验证、加密和身份管理。TLS 证书是公钥基础设施（PKI）的基本组成部分，它为确保 Kubernetes 集群内的通信和访问控制安全提供了一个强大的机制。
Kubernetes 安全的重要性
Kubernetes 工作负载通常跨越多个节点、服务和环境，因此很容易受到潜在威胁的影响。这些工作负载需要安全、加密的通信，尤其是在应用程序、服务和基础设施动态交互的分布式系统中运行时。微服务架构的兴起导致服务和系统之间需要相互信任，以确保安全。TLS 证书是确保只有经过验证的服务才能进行通信的关键，而且所有通信都经过加密，可防止未经授权的访问。
什么是 TLS 证书？
TLS 证书是使用 TLS 标准定义公钥证书结构的数字证书。它们包含来自可信证书颁发机构（CA）的公钥、身份和加密签名。在 Kubernetes 中，这些证书在集群组件（如 API 服务器、etcd、kubelet）和部署在集群上的工作负载之间建立信任，提供强大的身份验证和加密通信。
Kubernetes 如何使用 TLS 证书
Kubernetes 本机使用 TLS 证书来确保其内部组件之间的通信安全：
- API 服务器: 与节点通信并管理群集的中央组件。
- 身份验证: 用户和服务账户需要 TLS 证书才能与 Kubernetes 环境进行身份验证。
- Kubelets: 在每个节点上运行的代理，负责管理容器。
- Etcd: 群集数据的键值存储。
- Kube-proxy: 管理服务间网络通信的组件。
当初始化一个新的 Kubernetes 集群时，Kubernetes 会为上述组件生成并使用自签名的 TLS 证书，确保它们之间的通信通过 TLS 进行加密和验证。但为了确保最佳的安全标准，建议使用第三方可信的私有或公共 CA。
Kubernetes 中 TLS 证书提供的关键安全功能
- TLS 相互认证 (mTLS): TLS 证书可实现相互验证，客户端和服务器使用证书验证对方的身份。这可确保只有受信任的组件或工作负载才能进行通信，从而降低未经授权实体访问的风险。
- 加密通信: Kubernetes 组件之间的所有通信均可使用 TLS 加密，TLS 证书可确保安全握手。这样，敏感数据在节点、服务和 API 服务器之间移动时就能得到保护。
- 工作负载身份和授权: TLS 证书可为工作负载提供强大的身份管理，允许服务安全地相互验证。与单个工作负载绑定的证书可确保每个服务都有自己的身份，从而实现细粒度访问控制。
在 Kubernetes 中自动管理 TLS 证书
手动管理证书既复杂又容易出错。为了简化流程，cert-manager 和 HashiCorp Vault 等工具通过自动签发、更新和撤销 TLS 证书，进一步简化了证书管理。 GlobalSign与 cert-manager 和 Hashicorp-Vault 的集成可帮助您从 GlobalSign 的数字身份平台 Atlas 获取证书，以确保 Kubernetes 工作负载的安全。
TLS 证书是确保 Kubernetes 工作负载安全的重要组成部分，可为内部通信和工作负载交互提供加密和相互验证。通过使用 cert-manager 和 Vault 等工具自动管理这些证书，DevOps 团队可以确保其集群和应用程序的安全，而无需大量的人工开销。
