k8s认证

本文深入探讨Kubernetes中的RBAC角色基于user, group和服务账户的权限设定,解析serviceaccount如何由K8s管理及pod访问apiserver的流程。同时,详细介绍了apiserver的启动参数配置,包括proxy-client证书、requestheader设置等关键信息,为理解Kubernetes的安全与认证机制提供了全面视角。

RBAC可以设置subject:user,group和serviceaccount.

user不是k8s管理的,可以通过具体的服务进行管理。对应k8s中就是secret。

serviceaccount是通过k8s管理的。就是每个pod访问api server的权限。

 

api启动参数分为--client的各种crt,key kubelete各种证书,tls(api srever自己用于客户端认证)各种证书,service account,etcd,bootstrap-token-auth(用于kubelete启动自动获取证书的证书)

 

aggregate api:

The kube-apiserver needs a proxy client certificate for the aggregated API servers to trust in order to effectively proxy authentication. kubeadm already has the cert/key pairs required and #43715 wires them together.

We need similar wiring for kube-up.sh so that our e2e tests can test the authentication and authorization flows.

所以apiserver需要设置如下:

 - --proxy-client-cert-file=/etc/kubernetes/secrets/apiserver-proxy.crt
        - --proxy-client-key-file=/etc/kubernetes/secrets/apiserver-proxy.key
        - --requestheader-client-ca-file=/etc/kubernetes/secrets/aggregator-ca.crt
        - --requestheader-allowed-names=kube-apiserver-proxy
        - --requestheader-extra-headers-prefix=X-Remote-Extra-
        - --requestheader-group-headers=X-Remote-Group
        - --requestheader-username-headers=X-Remote-User
<think> 我们正在讨论Kubernetes(k8s)的认证方式。根据引用内容,k8s提供了多种认证机制来验证客户端的身份。下面我将总结主要的认证方式,并参考引用内容进行说明。 ### 一、Kubernetes认证方式概述 Kubernetes API Server是集群的网关,所有客户端(包括用户、Pod、服务账户等)的请求都必须通过认证。API Server支持多种认证方式,且可以同时启用多个认证模块。当请求到达时,API Server会依次尝试这些认证方式,直到有一个认证成功或全部失败(返回401 Unauthorized)[^3]。 以下是主要的认证方式: #### 1. **HTTPS证书认证(X509客户端证书认证)** 这是安全性最高的认证方式,基于双向数字证书认证[^2]。 - **工作原理**: - 客户端使用CA签发的客户端证书发起HTTPS请求 - API Server验证证书的合法性(签名、有效期等) - 验证通过后,从证书中提取用户信息(如`CN=用户名,O=组名`) - **适用场景**:管理员操作、长期运行的客户端[^1][^3] - **特点**: - 证书需要预先申请和分发 - 支持细粒度的RBAC授权控制 #### 2. **Bearer Token认证** 通过Token字符串验证用户身份[^2]。 - **工作原理**: - 客户端在HTTP Header中携带Token(`Authorization: Bearer <token>`) - API Server验证Token的有效性(与存储的Token比对) - **Token类型**: - **静态Token文件**:通过`--token-auth-file`指定(已弃用) - **ServiceAccount Token**:自动注入到Pod的`/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token` - **OpenID Connect(OIDC)**:集成第三方身份提供商(如Keycloak) - **示例**:ServiceAccount的创建与查看[^4] ```bash kubectl create sa haha # 创建名为haha的ServiceAccount kubectl describe sa haha ``` #### 3. **HTTP Base认证(已弃用)** 通过用户名和密码认证[^2]。 - **工作原理**: - 用户名密码用Base64编码后放入Header(`Authorization: Basic <base64>`) - API Server解码后验证凭据 - **现状**:Kubernetes 1.19+ 已移除支持[^3] #### 4. **匿名认证** 默认允许未认证请求以`system:anonymous`身份访问[^3]。 - **控制方式**:通过`--anonymous-auth=true|false`启用/禁用 - **权限**:通常配合RBAC限制匿名用户的权限 #### 5. **Webhook认证** 集成外部认证服务(如Open Policy Agent)[^3]。 - **工作原理**: - API Server将认证请求转发到外部Webhook服务 - 根据Webhook响应决定认证结果 - **适用场景**:需要自定义认证逻辑的企业环境 ### 二、认证流程示意图 ```mermaid sequenceDiagram Client->>+API Server: 发送请求(携带证书/Token等) loop 认证模块列表 API Server->>API Server: 尝试认证方式1 API Server->>API Server: 尝试认证方式2... end alt 认证成功 API Server-->>Client: 200 OK(携带用户信息) else 全部失败 API Server-->>Client: 401 Unauthorized end ``` ### 三、最佳实践建议 1. **生产环境优先使用X509证书或ServiceAccount Token** - 避免使用静态Token文件(安全风险高) 2. **集群内Pod访问推荐ServiceAccount** - 自动挂载Token到Pod,无需手动管理 3. **人类用户操作使用kubectl配置证书** ```yaml # ~/.kube/config示例 users: - name: dev-user user: client-certificate: dev.crt client-key: dev.key ``` 4. **禁用匿名认证**(除非有特殊需求) ```bash kube-apiserver --anonymous-auth=false ``` ### 四、相关问题 1. **如何在Kubernetes集群中为ServiceAccount绑定自定义权限?RBAC模型中Role与ClusterRole的区别是什么?** 2. **X509客户端证书认证过程中,如何确保证书不被中间人攻击?证书轮换机制如何实现?** 3. **当使用Webhook认证时,如何设计认证服务以支持高并发场景?认证超时或服务不可用时的降级策略是什么?** 4. **Kubernetes 1.19+ 版本弃用HTTP Base认证后,替代的密码认证方案有哪些?如何安全地管理这些凭据?** --- ### 参考资料梳理 - 引用[2][3]:详细说明了三种主要认证方式(证书/Token/Base)及匿名认证 - 引用[4]:展示了ServiceAccount(Token认证载体)的操作示例 - 引用[1]:补充了X509证书的实际应用场景 </think> ### Kubernetes 认证机制详解 Kubernetes 提供了多种认证机制来验证客户端身份,确保集群安全。以下是根据引用内容整理的认证方式分类及原理说明: --- #### 一、核心认证方式 1. **X509 客户端证书认证** - **安全性最高**:基于 CA 根证书签名的双向数字证书验证[^2][^3] - **工作原理**: ```mermaid sequenceDiagram 客户端->> API Server: 发送携带客户端证书的HTTPS请求 API Server->> CA机构: 验证证书签名有效性 CA机构-->> API Server: 返回验证结果 alt 证书有效 API Server->> RBAC: 提取证书中的用户信息 else 证书无效 API Server-->> 客户端: 返回401 Unauthorized end ``` - **适用场景**:管理员操作、永久性客户端接入[^1] 2. **Bearer Token 认证** - **核心原理**:通过加密字符串验证身份[^2][^3] - **流程特点**: - Token 存储在 Secret 中,与服务账户(ServiceAccount)绑定[^4] - 请求头格式:`Authorization: Bearer <token>` - **操作示例**: ```bash # 创建服务账户(自动生成Token) kubectl create sa haha # 查看Token关联的Secret kubectl describe sa haha ``` - **适用场景**:Pod内部服务调用、CI/CD流水线[^4] 3. **HTTP Base 认证(已弃用)** - **原工作方式**: - 用户名密码经 Base64 编码:`echo -n "user:pass" | base64` - 请求头格式:`Authorization: Basic dXNlcjpwYXNz` - **现状**:Kubernetes 1.19+ 版本已移除支持[^3] --- #### 二、辅助认证机制 1. **Webhook 认证** - 将认证请求转发到外部 REST 服务[^3] - 适用场景:与企业单点登录(SSO)系统集成 2. **匿名认证** - 默认允许未携带凭证的请求以 `system:anonymous` 身份访问[^3] - 需配合 RBAC 限制权限 --- #### 三、认证流程全景 ```mermaid graph LR A[客户端请求] --> B{认证模块} B --> C[X509证书认证] B --> D[Bearer Token认证] B --> E[Webhook认证] B --> F[匿名认证] C --> G[成功?] D --> G E --> G F --> G G -- 是 --> H[进入鉴权模块] G -- 否 --> I[返回401错误] ``` > 💡 **关键特性**:认证模块按顺序执行,任意模块认证成功即通过[^3] --- #### 四、最佳实践建议 1. **生产环境优先使用 X509 证书** - 启用双向 TLS 验证(mTLS) - 定期轮换证书(建议90天) 2. **服务间通信使用 ServiceAccount** ```yaml # Pod自动挂载Token示例 spec: serviceAccountName: haha containers: - name: app image: nginx ``` 3. **禁用高风险配置** - 关闭匿名访问:`kube-apiserver --anonymous-auth=false` - 弃用静态密码认证 --- ### 相关问题 1. **在 X509 证书认证中,如何通过证书的 Subject 字段(如 CN/O)实现细粒度的 RBAC 权限控制?** 2. **当使用 Webhook 认证时,如何设计外部认证服务以保证高可用性和低延迟?认证失败时应返回什么格式的 HTTP 响应?** 3. **ServiceAccount Token 的自动轮换机制是如何工作的?在哪些场景下需要手动管理 Token 的生命周期?** 4. **如何通过 Kubernetes Audit Logs 监控和分析认证失败事件?哪些关键指标可用于构建认证安全仪表盘?**
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