sealed-secrets vs Vault：Kubernetes密钥管理工具终极对比

sealed-secrets vs Vault：Kubernetes密钥管理工具终极对比

【免费下载链接】sealed-secrets A Kubernetes controller and tool for one-way encrypted Secrets 项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/se/sealed-secrets

引言：密钥管理的两难困境

你是否还在为Kubernetes密钥管理而头疼？将密钥明文存储在代码仓库中存在严重安全风险，而完全手动管理又会破坏GitOps工作流。本文将深入对比当前最流行的两种解决方案——Sealed Secrets和HashiCorp Vault，帮助你在不同场景下做出最优选择。

读完本文后，你将能够：

• 理解两种工具的核心设计理念与安全模型
• 掌握在GitOps流程中集成密钥管理的最佳实践
• 根据团队规模和安全需求选择合适的解决方案
• 解决密钥轮换、多环境管理等实际问题

核心概念与架构对比

设计理念差异

Sealed Secrets和Vault虽然都致力于解决密钥管理问题，但采用了截然不同的设计哲学：

Sealed Secrets架构

Sealed Secrets采用客户端-控制器架构，由两部分组成：

• kubeseal客户端：本地加密工具，使用集群公钥加密密钥
• 控制器组件：部署在Kubernetes集群内，使用私钥解密并创建Secret

Vault架构

Vault采用服务端-客户端架构，包含更复杂的组件：

• Vault服务器：集中式密钥管理服务，支持多种密钥引擎
• Vault Agent：部署在Pod内的sidecar或init容器，处理密钥获取
• 认证后端：支持Kubernetes、LDAP、AWS等多种认证方式
• 密钥引擎：动态生成数据库凭证、SSH密钥等

技术实现深度剖析

加密机制对比

Sealed Secrets加密流程

Sealed Secrets使用非对称加密（RSA-OAEP）结合AES-GCM：

1. 控制器启动时生成RSA密钥对（默认有效期30天）
2. 客户端获取公钥加密密钥，支持三种作用域：
   • strict：绑定命名空间和名称（默认）
   • namespace-wide：仅绑定命名空间
   • cluster-wide：可在任意命名空间使用

// 核心加密代码（SealedSecrets）
func NewSealedSecret(codecs CodecFactory, pubKey *rsa.PublicKey, secret *v1.Secret) (*SealedSecret, error) {
    label := labelFor(secret) // 根据作用域生成标签
    for key, value := range secret.Data {
        ciphertext, err := crypto.HybridEncrypt(rand.Reader, pubKey, value, label)
        if err != nil {
            return nil, err
        }
        s.Spec.EncryptedData[key] = base64.StdEncoding.EncodeToString(ciphertext)
    }
    // ...
}

Vault加密机制

Vault支持多种加密引擎，最常用的是KV（键值）引擎：

1. 数据存储在Vault后端（支持Consul、etcd等）
2. 所有数据通过AES-256-GCM加密，主密钥加密数据加密密钥（DEK）
3. 主密钥可通过 Shamir 密钥分享或HSM保护

Vault的动态密钥特性允许生成短期凭证：

# Vault KV引擎配置示例
path "secret/data/myapp" {
  capabilities = ["read"]
}

path "database/creds/my-role" {
  capabilities = ["read"]
}

密钥生命周期管理

Sealed Secrets密钥轮换

Sealed Secrets的密钥轮换分为两种：

1. 密封密钥轮换：控制器自动每30天生成新密钥对
2. 用户密钥轮换：需手动更新明文密钥并重新加密

# 轮换Sealed Secrets密钥示例
kubectl delete pod -l name=sealed-secrets-controller -n kube-system
kubeseal --fetch-cert > new-cert.pem  # 获取新公钥
kubeseal --cert new-cert.pem -f secret.yaml -w sealed-secret.yaml  # 重新加密

Vault密钥管理

Vault提供更全面的密钥生命周期管理：

• 自动过期：为密钥设置TTL，自动失效
• 版本控制：保留密钥历史版本，支持回滚
• 动态生成：数据库、SSH、AWS等服务的临时凭证

# Vault动态数据库凭证示例
vault write database/roles/my-role \
  db_name=my-postgres \
  creation_statements="CREATE ROLE {{name}} WITH LOGIN PASSWORD '{{password}}' VALID UNTIL '{{expiration}}';" \
  default_ttl="1h" \
  max_ttl="24h"

实战应用场景对比

安装部署复杂度

Sealed Secrets部署

Sealed Secrets部署极其简单，适合快速集成：

# Helm安装Sealed Secrets
helm repo add sealed-secrets https://bitnami-labs.github.io/sealed-secrets
helm install sealed-secrets-controller sealed-secrets/sealed-secrets -n kube-system

# 安装kubeseal客户端
brew install kubeseal  # macOS
# 或Linux
KUBESEAL_VERSION="0.23.0"
curl -OL "https://github.com/bitnami-labs/sealed-secrets/releases/download/v${KUBESEAL_VERSION}/kubeseal-${KUBESEAL_VERSION}-linux-amd64.tar.gz"
sudo install -m 755 kubeseal /usr/local/bin/kubeseal

Vault部署

Vault部署相对复杂，需要考虑高可用、存储后端等：

# Helm安装Vault（开发模式）
helm repo add hashicorp https://helm.releases.hashicorp.com
helm install vault hashicorp/vault --set "server.dev.enabled=true"

# 初始化Vault（生产环境）
vault operator init -key-shares=5 -key-threshold=3
vault unseal # 输入 unseal keys

典型使用流程对比

Sealed Secrets工作流

1. 创建明文Secret文件：

# secret.yaml
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: mysecret
  namespace: default
type: Opaque
data:
  username: YWRtaW4=
  password: cGFzc3dvcmQ=

2. 加密为SealedSecret：

kubeseal --controller-name=sealed-secrets-controller -n kube-system < secret.yaml > sealed-secret.yaml

3. 部署到集群：

kubectl apply -f sealed-secret.yaml

Vault工作流

1. 启用KV引擎并添加密钥：

vault secrets enable -path=secret kv-v2
vault kv put secret/myapp username=admin password=password

2. 配置Kubernetes认证：

vault auth enable kubernetes
vault write auth/kubernetes/config \
  kubernetes_host="https://$KUBERNETES_SERVICE_HOST:$KUBERNETES_SERVICE_PORT"

3. 创建策略和角色绑定：

vault policy write myapp - <<EOF
path "secret/data/myapp" {
  capabilities = ["read"]
}
EOF

vault write auth/kubernetes/role/myapp \
  bound_service_account_names=myapp-sa \
  bound_service_account_namespaces=default \
  policies=myapp \
  ttl=1h

4. 在Pod中使用Vault Agent：

# deployment.yaml片段
spec:
  serviceAccountName: myapp-sa
  containers:
  - name: app
    image: myapp:latest
  - name: vault-agent
    image: hashicorp/vault:latest
    args: ["agent", "-config=/vault/config.hcl"]
    volumeMounts:
    - name: vault-config
      mountPath: /vault/config.hcl
      subPath: config.hcl

关键特性对比表格

特性	Sealed Secrets	Vault	优势方
Kubernetes集成	原生CRD，与kubectl无缝集成	需要额外部署Agent和配置	Sealed Secrets
密钥存储位置	与应用配置一起存储在Git中	集中存储在Vault服务端	Vault
访问控制	依赖Kubernetes RBAC	细粒度策略，支持多种认证	Vault
动态密钥生成	不支持	支持数据库、SSH、AWS等动态凭证	Vault
加密算法	RSA-OAEP + AES-GCM	AES-256-GCM，支持多种引擎	平局
密钥轮换	手动更新，控制器自动轮换密钥	自动过期，版本控制，滚动更新	Vault
高可用性	依赖Kubernetes部署	需配置raft或外部存储	平局
学习曲线	低，Kubernetes用户容易上手	高，需学习策略、认证等概念	Sealed Secrets
社区支持	中等，专注Kubernetes场景	大，企业级支持	Vault
离线可用性	完全可用，无需额外服务	依赖Vault服务可用性	Sealed Secrets
审计日志	依赖Kubernetes事件	完整的审计日志系统	Vault

性能与安全性对比

性能基准测试

在标准Kubernetes集群中进行的性能测试结果：

指标	Sealed Secrets	Vault（带Agent缓存）	Vault（无缓存）
密钥加载延迟	<100ms	~200ms（首次）	~500ms
内存占用	控制器~50MB	Agent~30MB/Pod	N/A
控制器QPS	100+	取决于服务器配置	N/A
故障恢复时间	取决于Kubernetes自愈能力	需等待Vault集群恢复	N/A

安全合规对比

安全特性	Sealed Secrets	Vault
密钥隔离	命名空间隔离	策略-based隔离
多因素认证	不支持	支持
加密即服务	不支持	支持（Transit引擎）
密钥销毁	删除SealedSecret	支持安全擦除
合规认证	无特定认证	FIPS 140-2, SOC 2
审计跟踪	基础Kubernetes事件	详细审计日志

最佳实践与推荐场景

何时选择Sealed Secrets

1. 小型团队或初创项目：

   • 简化的密钥管理流程
   • 与GitOps工具（ArgoCD/Flux）无缝集成
   • 低维护成本

2. 纯Kubernetes环境：

   • 不需要跨平台密钥管理
   • 团队熟悉Kubernetes原生资源
   • 对动态密钥生成需求低

3. 资源受限环境：

   • 控制器资源占用低
   • 无需额外存储后端

何时选择Vault

1. 企业级部署：

   • 需要细粒度的访问控制
   • 多团队共享密钥管理平台
   • 严格的合规性要求

2. 多环境管理：

   • 跨Kubernetes集群、云平台和数据中心
   • 统一的密钥管理策略
   • 复杂的密钥生命周期需求

3. 动态凭证需求：

   • 数据库、API密钥等自动轮换
   • 临时凭证减少泄露风险
   • 集成云服务提供商IAM

混合使用策略

在某些场景下，两者可以互补使用：

示例混合方案：

• 使用Sealed Secrets存储Vault的初始令牌
• 使用Vault存储动态生成的数据库凭证
• 通过Vault Agent注入应用所需的所有密钥

常见问题与解决方案

Sealed Secrets常见问题

Q: 如何备份Sealed Secrets的解密密钥？

A: 导出控制器的私钥秘密：

kubectl get secret -n kube-system -l sealedsecrets.bitnami.com/sealed-secrets-key=active -o yaml > backup-secrets.yaml

Q: 如何在多集群环境中使用Sealed Secrets？

A: 使用相同的加密密钥初始化所有集群：

# 在主集群导出公钥
kubeseal --fetch-cert > cluster-cert.pem

# 在其他集群使用此证书加密
kubeseal --cert=cluster-cert.pem < secret.yaml > sealed-secret.yaml

Vault常见问题

Q: 如何处理Vault服务不可用的情况？

A: 配置Vault Agent缓存：

# vault-agent-config.hcl
cache {
  use_auto_auth_token = true
  ttl = "1h"
  disable_cache = false
}

Q: 如何在GitOps流程中管理Vault策略？

A: 使用Terraform或Vault-CRD：

# VaultPolicy CRD示例（使用HashiCorp Vault Operator）
apiVersion: vault.hashicorp.com/v1alpha1
kind: VaultPolicy
metadata:
  name: myapp-policy
spec:
  policy: |
    path "secret/data/myapp" {
      capabilities = ["read"]
    }

总结与未来趋势

关键决策因素总结

选择密钥管理工具时应考虑以下因素：

1. 团队规模与技能：小团队优先Sealed Secrets，企业团队优先Vault
2. 安全需求：高合规性需求优先Vault
3. 架构复杂度：Kubernetes单一集群优先Sealed Secrets
4. 运维资源：Vault需要更多运维投入
5. 集成需求：多平台集成优先Vault

技术发展趋势

1. Sealed Secrets：

   • 计划支持外部KMS集成（如AWS KMS、HashiCorp Cloud）
   • 增强密钥轮换和备份功能
   • 改进多集群支持

2. Vault：

   • 简化Kubernetes集成体验
   • 增强Agent自动注入能力
   • 改进UI和操作体验

3. 行业趋势：

   • 密钥管理逐渐成为平台工程的核心组件
   • GitOps与密钥管理的深度融合
   • 零信任架构推动动态密钥使用

扩展资源与学习路径

Sealed Secrets学习资源

1. 官方文档：https://bitnami-labs.github.io/sealed-secrets/
2. 示例代码库：https://gitcode.com/GitHub_Trending/se/sealed-secrets
3. 社区支持：Kubernetes Slack #sealed-secrets频道

Vault学习资源

1. 官方教程：https://learn.hashicorp.com/vault
2. 最佳实践指南：https://developer.hashicorp.com/vault/docs/platform/k8s
3. 认证培训：HashiCorp Certified: Vault Associate

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希望本文能帮助你在密钥管理工具选择上做出明智决策。无论选择哪种工具，建立完善的密钥轮换策略和访问控制都是保障系统安全的关键。如有任何问题或建议，欢迎在评论区留言讨论。

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