Kubernetes 安全大揭秘：从攻击面剖析到纵深防御体系构建（上）

1. 引言

在云原生技术席卷全球的今天，Kubernetes（K8s）已成为容器编排领域的事实标准。据CNCF 2023年调查报告显示，96%的受访企业正在或计划使用Kubernetes，其覆盖场景从核心业务系统到边缘计算节点无所不包。然而，随着K8s的普及，其暴露的安全问题也愈发严峻。

- 2022年特斯拉Kubernetes集群遭入侵事件中，攻击者通过未加密的etcd数据库窃取敏感数据；

- 2023年CVE-2023-2728漏洞导致恶意Pod可绕过安全策略接管集群控制权；

- 安全团队统计表明，平均每个K8s集群存在4.2个高危配置错误（如未启用RBAC、特权容器滥用）。

Kubernetes的架构复杂性（如多组件交互、动态扩缩容机制）使其攻击面远超传统基础设施。攻击者一旦突破防线，不仅能窃取敏感数据，甚至可能通过横向移动控制整个集群，导致“一损俱损”的链式灾难。因此，理解K8s的潜在攻击路径并构建纵深防御体系，已成为云原生安全的核心命题。

1.2 K8s攻击面定义

在安全领域，“攻击面”指系统中可能被利用的漏洞或弱点的总和。对于Kubernetes而言，其攻击面可划分为三个层级：

• 基础设施层

  包括节点操作系统、容器运行时（如containerd）及底层网络配置；

• 控制平面

  涵盖API Server、etcd、Controller Manager等核心组件；

• 供应链平面

  涉及Pod、Service、Ingress等业务负载依赖的CI/CD管道。

这些层级相互关联，形成了一张覆盖“从代码到集群”的立体攻击网。例如，一个配置错误的Service Account（控制平面问题）可能被用于部署恶意Pod（数据平面漏洞），进而通过容器逃逸攻陷宿主机（基础设施层沦陷）。

本文将以攻击者视角剖析Kubernetes各层级的安全威胁，并结合防御实践，为构建“零信任”云原生环境提供系统性指南。

2. 基础设施层风险

Kubernetes基础设施层是集群的物理或虚拟化基础，涵盖节点（Node）、容器运行时和底层网络架构。这一层的安全缺陷往往为攻击者提供初始立足点，进而向控制平面和数据平面渗透。以下从技术纵深视角剖析其核心攻击面：

2.1 节点（Node）安全

节点是Kubernetes集群的宿主机，负责运行容器化负载。其安全性直接决定攻击者能否实现容器逃逸或横向控制集群。

攻击场景与深度分析

1. 宿主机操作系统漏洞利用

• 内核提权漏洞
  • 如CVE-2022-0847（Dirty Pipe），允许攻击者从容器内覆盖宿主机文件，通过写入/etc/passwd或SSH密钥实现逃逸。
• 未加固的配置

  • 未禁用非必要服务（如Docker API未加密）、SELinux/AppArmor未启用、/proc/sys/kernel/unprivileged_bpf_disabled未设置为1，导致容器内可加载恶意eBPF程序嗅探宿主机流量。

2. kubelet滥用

• 匿名API访问
  • 默认端口10250未启用身份认证时，攻击者可通过/pods接口获取集群所有Pod信息，或通过/exec接口在任意容器内执行命令（如CVE-2018-1002105）。
• 挂载目录逃逸
  • 若Pod配置中挂载了宿主机的根目录（hostPath: /），攻击者可篡改/var/lib/kubelet/pods目录下的Kubelet元数据，伪造新Pod定义以部署恶意负载。

3. 持久化攻击载体

• SSH后门植入

  • 通过漏洞利用或泄露的凭据，攻击者在节点上部署SSH公钥或Webshell，建立持久化通