从密钥泄露到零信任：Skopeo与云服务商KMS构建容器签名安全防线-优快云博客

从密钥泄露到零信任：Skopeo与云服务商KMS构建容器签名安全防线

【免费下载链接】skopeo Work with remote images registries - retrieving information, images, signing content 项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/sk/skopeo

容器签名的隐藏风险

当开发者执行skopeo copy --sign-by命令时，是否想过签名密钥的真实安全状态？2024年某容器仓库密钥泄露事件导致1.2万个容器镜像面临伪造风险，这暴露了传统密钥管理三大痛点：本地存储易被窃取、密钥轮换成本高、权限审计困难。Skopeo作为OCI镜像签名标准的核心实现工具，其standalone-sign命令虽支持OpenPGP签名，但原生未集成云服务商KMS（密钥管理服务），这正是我们需要解决的关键问题。

云原生密钥管理架构

云服务商KMS通过硬件安全模块（HSM）存储密钥，提供FIPS 140-2 Level 3级别的物理保护。结合Skopeo的签名能力，可构建"密钥永不离云"的安全模型：

mermaid

这种架构确保私钥始终在云服务商的安全边界内，避免本地存储风险。Sigstore库中的KMS选项实现为这种集成提供了底层支持，允许指定密钥版本和上下文信息。

实战集成步骤

1. 准备云服务商KMS环境

首先在云服务商控制台创建密钥环和签名密钥：

gcloud kms keyrings create skopeo-ring --location us-central1
gcloud kms keys create image-signer --location us-central1 \
  --keyring skopeo-ring --purpose asymmetric-signing \
  --default-algorithm ec-sign-p256-sha256

记录返回的密钥资源ID，格式为projects/[PROJECT_ID]/locations/[LOCATION]/keyRings/[RING]/cryptoKeys/[KEY]

2. 构建Skopeo KMS适配层

创建自定义签名机制实现（参考signing.go的GPG实现）：

// kms_signer.go - 简化示例
import (
  "context"
  "cloud.google.com/go/kms/apiv1"
  "github.com/sigstore/sigstore/pkg/signature"
)

type KMSSigner struct {
  client *kms.KeyManagementClient
  keyPath string
}

func NewKMSSigner(keyPath string) (*KMSSigner, error) {
  ctx := context.Background()
  client, err := kms.NewKeyManagementClient(ctx)
  return &KMSSigner{client: client, keyPath: keyPath}, err
}

// 实现signature.Signer接口
func (k *KMSSigner) Sign(message io.Reader) ([]byte, error) {
  // 调用云服务商KMS API进行签名
}

3. 修改Skopeo签名流程

修改standaloneSignOptions.run方法，增加KMS签名选项：

// 在signing.go中添加KMS支持
func (opts *standaloneSignOptions) run(args []string, stdout io.Writer) error {
  // 现有代码...
  
  var signer signature.Signer
  if strings.HasPrefix(opts.keyFingerprint, "cloud-kms:") {
    signer, err = NewKMSSigner(opts.keyFingerprint)
  } else {
    // 原有GPG签名逻辑
    mech, err := signature.NewGPGSigningMechanism()
    signer = mech.Signer(opts.keyFingerprint)
  }
  
  signature, err := signature.SignDockerManifestWithOptions(
    manifest, dockerReference, signer, 
    &signature.SignOptions{KeyVersion: "1"}) // 指定KMS密钥版本
}

这种修改允许通过--sign-by cloud-kms:projects/...语法使用云密钥签名。

4. 验证集成效果

使用修改后的Skopeo进行签名测试：

# 获取镜像manifest
skopeo inspect --format '{{.Manifest}}' docker://nginx:alpine > manifest.json

# 使用云服务商KMS签名
skopeo standalone-sign manifest.json myregistry/nginx:alpine \
  cloud-kms:projects/my-project/locations/us-central1/keyRings/skopeo-ring/cryptoKeys/image-signer \
  --output signature.json --passphrase-file <(echo -n "")

验证签名时同样需要访问云服务商KMS，确保签名由指定密钥生成。

安全性增强建议

启用审计日志：通过云服务商审计日志记录所有密钥使用情况，配置异常访问告警
实现密钥自动轮换：利用Sigstore的KeyVersion选项，定期创建新密钥版本并更新签名配置
限制IP访问：在KMS密钥策略中仅允许CI/CD服务器的静态IP访问，结合VPC Service Controls进一步缩小攻击面
使用工作负载身份：在容器平台中部署时，通过工作负载身份实现Pod级别的KMS权限控制

总结与展望

通过将Skopeo与云服务商KMS集成，我们构建了符合零信任架构的容器签名方案：密钥全程由云服务商托管，签名操作可审计，权限可精细控制。这种模式特别适合金融、医疗等对合规性要求高的行业。

随着OCI Artifact Signing目录下的构建配置。

注意：当前Skopeo官方版本尚未内置云服务商KMS支持，本文方案需要自定义开发。生产环境使用前请进行全面安全评估，并参考安全最佳实践。

【免费下载链接】skopeo Work with remote images registries - retrieving information, images, signing content 项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/sk/skopeo

创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考