什么是云原生應(yīng)用？

云原生應(yīng)用標(biāo)志著軟件創(chuàng)建和推出方式的改變。它利用了云計算環(huán)境的功能，將應(yīng)用程序構(gòu)建為一組被稱為“微服務(wù)”的服務(wù)，通過API進行交互。

像Docker這樣的容器化工具通常用于打包每個微服務(wù)及其依賴項，以確?？缭O(shè)置的一致性并支持部署。Kubernetes等平臺可以自動管理應(yīng)用程序，處理擴展負(fù)載平衡和服務(wù)發(fā)現(xiàn)等任務(wù)。DevOps方法則強調(diào)開發(fā)和運維團隊之間的協(xié)作，通過支持持續(xù)集成、持續(xù)交付和快速迭代，在原生方法中發(fā)揮作用。

憑借其核心的靈活性和可擴展性，原生應(yīng)用可以動態(tài)地調(diào)整資源，以滿足不斷變化的工作負(fù)載，從而提高性能和成本效益。此外，它們優(yōu)先考慮彈性，采用容錯措施來優(yōu)雅地處理故障并維護可用性。采用原生原則使組織能夠加速創(chuàng)新，提高敏捷性，并簡化他們的軟件開發(fā)過程。

運行時安全模型

運行時安全模型的概念與應(yīng)用程序積極運行時實現(xiàn)的安全措施和協(xié)議有關(guān)。它涉及一系列旨在保護應(yīng)用程序及其基礎(chǔ)設(shè)施在運行期間免受安全風(fēng)險的策略和技術(shù)。運行時安全模型的一些關(guān)鍵元素如下所示：

訪問控制：實時實施訪問控制，確保只有經(jīng)過授權(quán)的用戶或進程才能與應(yīng)用程序及其數(shù)據(jù)交互。這包括設(shè)置諸如多因素身份驗證（MFA）或OAuth之類的身份驗證機制，以驗證用戶身份并強制執(zhí)行適當(dāng)?shù)氖跈?quán)規(guī)則。

加密：在應(yīng)用程序運行時對數(shù)據(jù)進行加密有助于防止非法訪問或攔截。這包括在傳輸過程中使用HTTPS或TLS等協(xié)議加密數(shù)據(jù)，就像使用加密算法和安全存儲方法加密靜態(tài)數(shù)據(jù)一樣。

運行時監(jiān)控：持續(xù)監(jiān)控應(yīng)用程序的運行時環(huán)境對于檢測和響應(yīng)安全威脅或異常是至關(guān)重要的。這包括跟蹤活動、審計事件以及監(jiān)視系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)流量。

漏洞管理：持續(xù)評估應(yīng)用程序及其組件對于發(fā)現(xiàn)任何弱點和維護設(shè)置非常重要。使用自動化的漏洞檢查工具可以幫助發(fā)現(xiàn)漏洞，并根據(jù)漏洞的嚴(yán)重性對其進行優(yōu)先級排序，從而更輕松地解決問題。

容器安全性：在利用容器化技術(shù)部署應(yīng)用程序時，關(guān)注容器安全性至關(guān)重要。這包括掃描容器映像以查找漏洞、在運行時監(jiān)視容器行為以及在容器的編排層實現(xiàn)安全措施等舉措。

安全配置管理：確保應(yīng)用程序及其運行環(huán)境的配置管理，可以減少潛在的攻擊點，最大限度地減少安全威脅。這包括加固操作系統(tǒng)、保護網(wǎng)絡(luò)設(shè)置以及停用可能產(chǎn)生漏洞的服務(wù)或功能等步驟。

運行時威脅檢測和響應(yīng)：在操作過程中，擁有用于識別和響應(yīng)實時威脅的機制對于處理安全事件至關(guān)重要。分析機器學(xué)習(xí)算法或利用威脅情報饋送等技術(shù)可以幫助識別可疑活動或潛在漏洞，以增強安全態(tài)勢。

云原生環(huán)境的類型

云原生環(huán)境可以根據(jù)它們使用的技術(shù)和部署模型分為以下幾種：

虛擬機：在基于虛擬機的環(huán)境中，應(yīng)用程序部署在虛擬服務(wù)器中。每個虛擬機運行自己的操作系統(tǒng)，以確保應(yīng)用程序之間的隔離。虛擬化環(huán)境負(fù)責(zé)將資源（CPU、內(nèi)存、存儲等）分配給虛擬機。云服務(wù)提供商提供虛擬機實例的大小和配置，供用戶根據(jù)需要部署和擴展應(yīng)用程序。

存儲單元：容器充當(dāng)包含應(yīng)用程序及其必要組件的包，便于在設(shè)置中部署。依賴容器的云原生環(huán)境使用Docker等技術(shù)將應(yīng)用程序捆綁到容器中。這些容器利用主機操作系統(tǒng)內(nèi)核，導(dǎo)致與機器（VM）相比成本增加。Kubernetes是一個用于大規(guī)模管理容器化應(yīng)用程序的平臺。

容器服務(wù)：容器服務(wù)平臺為部署、編排和擴展應(yīng)用程序提供了一個托管環(huán)境，用戶無需處理底層基礎(chǔ)設(shè)施的復(fù)雜性。這些平臺簡化了容器編排任務(wù)，并允許開發(fā)人員專注于有效地構(gòu)建和部署應(yīng)用程序。

無服務(wù)器函數(shù)（Serverless Function）：在無服務(wù)器函數(shù)中，開發(fā)人員可以運行函數(shù)或代碼段，而無需管理服務(wù)器或基礎(chǔ)設(shè)施。云提供商根據(jù)事件或觸發(fā)器動態(tài)分配資源以執(zhí)行這些函數(shù)。這些無服務(wù)器函數(shù)通常是無狀態(tài)的、事件觸發(fā)的、壽命短的，因此非常適合事件驅(qū)動的架構(gòu)、時間數(shù)據(jù)處理和微服務(wù)應(yīng)用程序。一些無服務(wù)器平臺的例子包括AWS Lambda、Google Cloud Functions和Azure Functions。

云原生應(yīng)用安全最佳實踐

保護基于云的應(yīng)用程序涉及一種策略，該策略涵蓋了從底層基礎(chǔ)設(shè)施到實際應(yīng)用程序代碼的應(yīng)用程序堆棧級別。下面，讓我們探討一些確保基于云的應(yīng)用程序安全的指導(dǎo)原則：

安全開發(fā)實踐：確保使用編碼技術(shù)和指南（如OWASP Top 10），以防止諸如注入攻擊、XSS、CSRF等安全風(fēng)險。在開發(fā)期間合并代碼評估、靜態(tài)代碼檢查和自動安全評估（如SAST和DAST），以查明并修復(fù)某個階段的安全弱點。

容器安全：通過使用Claire、Trivy或Anchore等工具頻繁掃描容器映像以查找漏洞。確保來自源的容器映像選擇基本映像，并單獨包含基本依賴項。在運行時期間實現(xiàn)安全措施，以限制容器特權(quán)并將攻擊風(fēng)險降至最低。

網(wǎng)絡(luò)安全：利用網(wǎng)絡(luò)分段和防火墻來控制應(yīng)用程序各部分之間的數(shù)據(jù)移動。結(jié)合加密方法（如TLS/SSL），以保護數(shù)據(jù)在傳輸過程中避免被竊聽或攔截。使用Web應(yīng)用防火墻（WAF）對HTTP流量進行內(nèi)容和安全威脅篩選。

API安全性：通過使用API密鑰、OAuth令牌或JWT令牌來允許API請求。設(shè)置使用限制、控制流量、實施訪問規(guī)則來防止誤用并抵御DDoS攻擊。清理輸入數(shù)據(jù)，防止注入攻擊，維護數(shù)據(jù)的完整性。

記錄和監(jiān)控：建立一個記錄和監(jiān)控系統(tǒng)，以密切關(guān)注安全事件和異常事件。利用安全信息和事件管理（SIEM）工具收集和連接來自各個來源的安全日志，以檢測威脅和響應(yīng)事件。為安全方面的任何活動或違規(guī)創(chuàng)建警報和自動化操作。

事件響應(yīng)和災(zāi)難恢復(fù)：制定響應(yīng)事件的計劃，詳細(xì)說明識別、控制和從安全問題中恢復(fù)的步驟。確認(rèn)備份和災(zāi)難恢復(fù)協(xié)議的有效性，以保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并在入侵或故障的情況下減少中斷。

云原生安全工具和平臺

市面上有各種安全工具和平臺可用于解決云原生應(yīng)用和環(huán)境面臨的安全挑戰(zhàn)。以下是一些按功能分類的杰出例子：

1. 容器安全

Docker安全掃描

Docker安全掃描是Docker Hub提供的用于存儲Docker容器映像的功能。它使用戶能夠檢查Docker容器鏡像是否存在安全問題，并接收有關(guān)發(fā)現(xiàn)的任何漏洞的警報。以下是Docker安全掃描的工作原理：

上傳鏡像：當(dāng)用戶上傳一個Docker鏡像到Docker Hub時，它會進入安全掃描隊列；

漏洞檢測：Docker Hub利用已知漏洞數(shù)據(jù)庫掃描容器映像的各個層，尋找集成到映像中的操作系統(tǒng)包、庫和依賴項中的安全漏洞；

安全警報：在完成掃描過程后，Docker Hub會生成安全警報，突出顯示在映像中發(fā)現(xiàn)的任何漏洞。這些警報詳細(xì)說明了有關(guān)每個漏洞的信息，例如其嚴(yán)重級別、受影響的組件以及修復(fù)這些漏洞的建議步驟。

Clair

Clair是一種用于掃描容器映像源中漏洞的工具。它是由CoreOS創(chuàng)建的，現(xiàn)在是紅帽的一部分。它通常用于容器的安全流程，以識別和解決Docker和開放容器倡議（OCI）映像中的安全缺陷。以下是Clair的主要功能：

檢測漏洞：Clair分析容器映像及其層，以檢測映像中包含的操作系統(tǒng)包、庫和依賴項中存在的已知安全漏洞。它將映像中的組件與從安全建議中獲得的已知漏洞的更新數(shù)據(jù)庫進行比較。

架構(gòu)設(shè)計：Clair的架構(gòu)允許可擴展的漏洞掃描。它由數(shù)據(jù)庫（通常是PostgreSQL）、REST API服務(wù)器和負(fù)責(zé)獲取漏洞數(shù)據(jù)和執(zhí)行掃描操作的工作進程等組件組成。

分析靜態(tài)數(shù)據(jù)：Clair能夠在不運行容器映像的情況下分析它們，從而支持快速和輕量級的漏洞檢查。它從映像清單中提取元數(shù)據(jù)，并仔細(xì)檢查各層，以收集有關(guān)已安裝包、庫及其各自版本的詳細(xì)信息。

CVE匹配：Clair將容器映像中的元素與CVE 數(shù)據(jù)庫進行比較，以識別任何漏洞。它提供了每個漏洞的信息，例如CVE ID、嚴(yán)重等級、受影響的版本，以及參考和建議。

與容器編排平臺集成：Clair可以與Kubernetes等容器編排平臺連接，在部署期間自動進行漏洞掃描。有一些插件和擴展還可以與流行的容器運行時環(huán)境和編排器集成。

自定義和可擴展性：Clair具有高度可定制性和靈活性，允許用戶個性化漏洞掃描策略，設(shè)置掃描閾值，并與外部系統(tǒng)和工具連接。用戶可以創(chuàng)建自定義插件和擴展來擴展Clair的功能，并將它們整合到現(xiàn)有的安全流程和工具集中。

Anchore Engine

Anchore Engine是一個容器安全平臺，專注于分析、評估和驗證容器映像的安全漏洞、策略遵從性以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)性。它允許組織維護安全協(xié)議，并保證容器中的應(yīng)用程序在設(shè)置中安全構(gòu)建和啟動。以下是Anchore Engine的功能概述：

漏洞評估：Anchore Engine對容器映像進行漏洞評估，精確定位操作系統(tǒng)包、庫和依賴項中存在的已知安全漏洞。它使用CVE等數(shù)據(jù)庫，將容器映像中的組件與已知漏洞進行比較。

策略評估：Anchore Engine為容器映像定義配置、包版本和漏洞閾值，并根據(jù)這些策略評估容器映像，以確保與安全實踐和組織指導(dǎo)方針保持一致。

映像摘要分析和元數(shù)據(jù)評估：Anchore Engine仔細(xì)檢查來自容器映像的元數(shù)據(jù)，如映像摘要、層數(shù)據(jù)和包清單，以提供對其內(nèi)容和互連性的見解。這有助于用戶掌握容器映像的組成，同時確定安全威脅或合規(guī)性問題。

可定制策略和白名單：用戶可以根據(jù)自己的不同需求和場景定制安全策略和白名單。Anchore Engine提供了策略定制選項，允許組織調(diào)整漏洞嚴(yán)重級別黑名單包，并根據(jù)他們的風(fēng)險承受能力和監(jiān)管要求進行合規(guī)性檢查。

與CI/CD管道無縫集成：Anchor Engine與CI/CD管道無縫集成，以自動進行安全評估，并確保在整個容器生命周期中遵守策略。它提供了與CI/CD工具集成的插件和API，支持在構(gòu)建和部署階段自動掃描漏洞并執(zhí)行策略。

通知系統(tǒng)和警報：Anchor Engine通過電子郵件通知、webhook警報和連接到外部通知系統(tǒng)，提醒用戶在容器映像中發(fā)現(xiàn)的安全漏洞、策略違規(guī)和合規(guī)性問題。此特性使響應(yīng)能夠解決安全問題并滿足安全標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)性要求。

可擴展性和性能優(yōu)化：Anchor Engine是為支持跨分布式環(huán)境的容器映像分析和掃描的可擴展性而構(gòu)建的。通過利用處理和緩存機制，它提高了性能效率，同時減少了掃描持續(xù)時間。這確保了大規(guī)模容器映像的快速安全評估。

容器編排安全

保護容器編排涉及保護平臺本身及其監(jiān)督的容器化任務(wù)。隨著Kubernetes、Kube、Sysdig、Docker Swarm和Apache Mesos等平臺在編排和擴展容器化應(yīng)用程序方面越來越受歡迎，優(yōu)先考慮安全措施變得至關(guān)重要。

Kubernetes安全策略：Kubernetes的一個函數(shù)，通過控制訪問和管理volume mount，在pod級別設(shè)置安全規(guī)則。

Kubernetes Bench：根據(jù)CIS Kubernetes基準(zhǔn)中定義的行業(yè)實踐來評估Kubernetes集群的工具。

Docker Swarm：Docker Swarm是Docker的原生集群和編排工具。它通過提供負(fù)載平衡和服務(wù)發(fā)現(xiàn)等特性，簡化了容器的編排。

Sysdig Secure：用于保護容器的平臺，包括在運行時進行威脅檢測、管理漏洞和確保Kubernetes設(shè)置中的合規(guī)性。

2. 無服務(wù)器安全

AWS Lambda安全最佳實踐：AWS提供了專門針對AWS Lambda保護無服務(wù)器應(yīng)用程序的指導(dǎo)方針。OWASP無服務(wù)器十大項目強調(diào)了無服務(wù)器設(shè)置中的安全風(fēng)險，并提供了有效的緩解策略。Snyk是一個致力于識別和修復(fù)開源依賴中漏洞的平臺。

3. API安全性

API安全性涉及用于保護API免受入侵、數(shù)據(jù)泄露和有害攻擊的實踐、方法和技術(shù)。由于API在軟件開發(fā)中促進不同系統(tǒng)之間的通信和數(shù)據(jù)交換，因此確保API的安全性對于保護敏感數(shù)據(jù)和維護應(yīng)用程序及服務(wù)的可靠性至關(guān)重要。以下是API安全性的一些基本要素：

身份驗證：采用健壯的身份驗證技術(shù)來確認(rèn)API用戶的身份，并保證獲得批準(zhǔn)的個人和應(yīng)用程序可以到達(dá)受保護的資源。這可能涉及使用API密鑰、OAuth令牌、JWT（JSON Web令牌）或客戶端證書進行身份驗證。

授權(quán)：實施訪問控制和授權(quán)策略，以根據(jù)用戶的角色、權(quán)限和特權(quán)限制對API端點和資源的訪問。實現(xiàn)基于角色的訪問控制（RBAC）或基于屬性的訪問控制（ABAC），以建立和監(jiān)督授權(quán)規(guī)則。

加密：對通過API傳輸?shù)拿舾袛?shù)據(jù)進行加密，防止被截取或監(jiān)控。利用傳輸層安全性（TLS/SSL）加密客戶端和服務(wù)器之間的通信，確保數(shù)據(jù)的機密性和完整性。

輸入驗證：為了確保系統(tǒng)安全，需要仔細(xì)清理來自API用戶的任何數(shù)據(jù)。這有助于防止諸如代碼注入之類的攻擊。通過使用驗證和數(shù)據(jù)銷毀技術(shù)，可以確保在將用戶輸入用于流程之前對其進行過濾和清理。

速率限制和節(jié)流：設(shè)置控制API請求流的措施，可以防止濫用、拒絕服務(wù)（DoS）攻擊和暴力破解攻擊。通過根據(jù)用戶身份、IP地址或API密鑰等因素設(shè)置請求的數(shù)量限制，還可以減少系統(tǒng)超載和耗盡資源的風(fēng)險。

審計日志記錄：跟蹤API中的所有活動對于監(jiān)視訪問嘗試和安全事件至關(guān)重要。通過記錄這些事件，可以密切關(guān)注用戶操作，檢測任何行為，并及時調(diào)查安全問題。

API網(wǎng)關(guān)：API網(wǎng)關(guān)是有效管理和保護所有API的核心。這些網(wǎng)關(guān)通過處理諸如身份驗證檢查、授權(quán)驗證、數(shù)據(jù)加密過程和控制請求速率等任務(wù)，幫助在API之間強制執(zhí)行安全策略。

4. 谷歌云安全指揮中心

谷歌云安全指揮中心（Cloud SCC）是谷歌云平臺（GCP）提供的安全管理和數(shù)據(jù)保護平臺。它提供了對跨GCP基礎(chǔ)設(shè)施、服務(wù)和應(yīng)用程序的安全性和遵從性風(fēng)險的全面洞察和監(jiān)督。谷歌云安全指揮中心包含以下主要功能：

資產(chǎn)清單：云SCC提供了在組織的GCP環(huán)境中部署的所有云資產(chǎn)的透視圖，例如機器、容器、數(shù)據(jù)庫、存儲桶和網(wǎng)絡(luò)資源。它自動對云資產(chǎn)進行分類，同時提供每個資產(chǎn)的元數(shù)據(jù)和上下文信息。

安全發(fā)現(xiàn)：云SCC整合了來自GCP安全服務(wù)（如Google Cloud Monitoring、Google Cloud Logging以及第三方安全工具）的安全發(fā)現(xiàn)和見解。它對安全威脅（如漏洞、錯誤配置或跨資源的可疑活動）進行優(yōu)先級排序。此外，它還提供了解決這些問題的建議。

漏洞評估：通過與Google Cloud Security Scanner和第三方漏洞管理解決方案等工具集成，Cloud SCC進行自動化漏洞掃描，評估云資產(chǎn)的安全狀態(tài)。通過精確定位操作系統(tǒng)、軟件包和依賴項中的已知漏洞，它提供了關(guān)于漏洞的報告以及修復(fù)指導(dǎo)。

威脅檢測：云SCC利用谷歌云安全指揮中心進行威脅檢測，及時識別和解決安全威脅和可疑活動。它依靠機器學(xué)習(xí)算法、異常檢測方法和威脅情報來源來仔細(xì)檢查云日志和遙測數(shù)據(jù)，以尋找妥協(xié)指標(biāo)（IoC）和安全事件的跡象。

策略監(jiān)控和執(zhí)行：云SCC使組織能夠通過安全運行狀況分析和策略情報建立來維護資源的安全策略和合規(guī)性需求。它會不斷地監(jiān)視資源是否存在違規(guī)風(fēng)險、配置錯誤或偏離安全策略，并發(fā)出警報和通知以解決問題。

數(shù)據(jù)風(fēng)險評估：云SCC提供了評估數(shù)據(jù)風(fēng)險的工具，以幫助組織精確定位數(shù)據(jù)，如可識別信息（PII）、知識產(chǎn)權(quán)和存儲在GCP服務(wù)中的機密數(shù)據(jù)。它評估數(shù)據(jù)使用趨勢、訪問控制和加密配置，以評估數(shù)據(jù)安全風(fēng)險和合規(guī)性狀態(tài)。

合規(guī)性報告：云SCC包括預(yù)定義的合規(guī)性框架，例如CIS基準(zhǔn)、GDPR法規(guī)和HIPAA標(biāo)準(zhǔn)。它會生成合規(guī)性報告及幫助組織展示對命令和行業(yè)規(guī)范遵從性的指示板。

5. 安全信息和事件管理（SIEM）

安全信息和事件管理（SIEM）解決方案提供了安全事件、警報和事件的視圖，使組織能夠有效地發(fā)現(xiàn)、調(diào)查和處理安全風(fēng)險。SIEM解決方案的關(guān)鍵要素和功能如下所示：

數(shù)據(jù)收集：SIEM解決方案從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、端點、應(yīng)用程序、云服務(wù)和安全實用程序等來源收集與安全相關(guān)的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸入可能包括日志、事件、告警、流記錄、配置文件和威脅情報提要。

標(biāo)準(zhǔn)化和整合：SIEM平臺將來自不同來源的安全數(shù)據(jù)整合為統(tǒng)一的格式，以便進行檢查和鏈接。此過程包括在對安全事件進行分類和對齊以簡化分析和關(guān)聯(lián)的同時準(zhǔn)確地解釋信息。

分析和關(guān)聯(lián)：SIEM解決方案將來自源的安全事件鏈接起來，以查明趨勢、異常情況和可能的安全事件。它們利用相關(guān)規(guī)則、啟發(fā)式、統(tǒng)計分析和機器學(xué)習(xí)算法來檢測活動、威脅和攻擊模式。

警報和通知：SIEM系統(tǒng)為滿足預(yù)定義標(biāo)準(zhǔn)的安全事件或滿足閾值的事件生成警報和通知。它們發(fā)送通知、顯示儀表板并生成報告，以提醒安全團隊可能存在的安全漏洞、策略違規(guī)或異常活動。

響應(yīng)事件：SIEM解決方案通過提供探測安全事件、檢查證據(jù)和執(zhí)行根本原因分析的工具，幫助檢測和響應(yīng)事件。它們使安全團隊能夠有效地評估、確定優(yōu)先級并處理安全事件。

確保合規(guī)性和生成報告：SIEM平臺通過提供預(yù)定義的合規(guī)性模板、審計跟蹤和報告功能，幫助監(jiān)視合規(guī)性狀態(tài)并生成報告。它們通過自動報告過程幫助組織展示對命令、行業(yè)規(guī)范和內(nèi)部政策的遵從情況。

集成系統(tǒng)和簡化流程：SIEM解決方案與安全工具和技術(shù)無縫集成，以增強其功能，同時簡化安全工作流程。它們支持與威脅情報平臺、端點檢測和響應(yīng)（EDR）解決方案、事件響應(yīng)工具和安全編排自動化平臺的連接，以實現(xiàn)內(nèi)聚方法。

適應(yīng)性和效率：SIEM平臺專為適應(yīng)性和效率而設(shè)計，以安全管理數(shù)據(jù)集，同時滿足大規(guī)模實現(xiàn)的需求。它們利用分布式架構(gòu)以及數(shù)據(jù)分區(qū)技術(shù)和數(shù)據(jù)壓縮方法來有效地提高性能水平。

結(jié)論

擁抱云原生應(yīng)用將徹底改變軟件開發(fā)，并通過微服務(wù)、Docker和Kubernetes來利用云計算的創(chuàng)新能力和敏捷性。然而，健壯的安全實踐對于有效地保護這些環(huán)境至關(guān)重要。通過全面的安全方法，組織可以釋放云原生優(yōu)勢，同時降低風(fēng)險并確?，F(xiàn)代軟件生態(tài)系統(tǒng)的彈性。