Docker守护进程安全配置介绍

本文将为大家介绍 docker 守护进程的相关安全配置项目。

一、测试环境

1.1 安装 CentOS 7

CentOS Linux release 7.7.1908 (Core)

升级内核，重启

# yum update kernel
[root@localhost docker]# uname -a
Linux localhost 3.10.0-1062.12.1.el7.x86_64 #1 SMP Tue Feb 4 23:02:59 UTC 2020 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
[root@localhost docker]# cat /etc/redhat-release
CentOS Linux release 7.7.1908 (Core)

1.2 安装 docker ce 19.03

# yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
# yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

# yum install -y docker-ce

[root@localhost docker]# docker --version
Docker version 19.03.8, build afacb8b

二、 守护进程安全配置

默认没有配置文件，需要单独创建/etc/docker/daemon.json，下面配置都是在该文件上进行配置，本地的测试示例。

{
    "icc": false,
    "log-level": "info",
    "log-driver": "json-file",
    "log-opts": {
        "max-size": "10m",
        "max-file":"5",
        "labels": "somelabel",
        "env": "os,customer"
    },
    "iptables": true,
    "userns-remap": "default",
    "userland-proxy": false,
    "experimental": false,
    "selinux-enabled": true,
    "live-restore": true,
    "no-new-privileges": true,
    "cgroup-parent": "/foobar",
    "seccomp-profile": "/etc/docker/seccomp/default-no-chmod.json",
    "tls": true,
    "tlsverify": true,
    "tlscacert": "/etc/docker/CA/ca.pem",
    "tlscert": "/etc/docker/CA/server-cert.pem",
    "tlskey": "/etc/docker/CA/server-key.pem"
}

2.1 配置通过 HTTPS 和证书认证访问 Docker 守护进程

服务器证书

创建 HOST，定义域（IP 也可以），会根据域来生成对应的证书，一般用于注册证书当中的 CN：

创建证书目录：

$ mkdir -p /etc/docker/dockerd/CA && cd /etc/docker/dockerd/CA

生成 key 证书，并填写两次 key 证书密码：

$ openssl genrsa -aes256 -out ca-key.pem 4096

生成 ca 证书，需要输入注册证书基础信息：

$ openssl req -new -x509 -days 365 -key ca-key.pem -sha256 -out ca.pem

创建 server 证书：

$ openssl genrsa -out server-key.pem 4096

$ openssl req -subj "/CN=localhsot" -sha256 -new -key server-key.pem -out server.csr

设定证书指定的 IP 地址：

$ echo subjectAltName = DNS:localhost,IP:127.0.0.1 >> extfile.cnf

将 Docker 守护程序密钥的扩展使用属性设置为仅用于服务器身份验证：

$ echo extendedKeyUsage = serverAuth >> extfile.cnf

生成 server cert 证书：

$ openssl x509 -req -days 3650 -sha256 -in server.csr -CA ca.pem -CAkey ca-key.pem -CAcreateserial -out server-cert.pem -extfile extfile.cnf

客户端证书

创建客户端证书：(还是当前目录)

$ openssl genrsa -out key.pem 4096
$ openssl req -subj '/CN=localhost' -new -key key.pem -out client.csr

要使密钥适合客户端身份验证，请创建扩展配置文件：

$ echo extendedKeyUsage = clientAuth >> extfile.cnf

生成 client cert 证书：

$ openssl x509 -req -days 3650 -sha256 -in client.csr -CA ca.pem -CAkey ca-key.pem -CAcreateserial -out cert.pem -extfile extfile.cnf

使用

对证书赋予相应的权限：

$ chmod -v 0400 ca-key.pem key.pem server-key.pem
$ chmod -v 0444 ca.pem server-cert.pem cert.pem

[root@localhost CA]# ls
ca-key.pem ca.pem ca.srl cert.pem client.csr extfile.cnf key.pem server-cert.pem server.csr server-key.pem

服务端配置 /etc/docker/daemon.json

"tls": true,
"tlsverify": true,
"tlscacert": "/etc/docker/CA/ca.pem",
"tlscert": "/etc/docker/CA/server-cert.pem",
"tlskey": "/etc/docker/CA/server-key.pem"

客户端配置

设置客户端证书到当服务器上，并放置到相应的位置：

$ cp -v {ca,cert,key}.pem ~/.docker
$ export DOCKER_HOST=tcp://$HOST:2376 DOCKER_TLS_VERIFY=1

通过如下方式模拟测试：

$ curl https://$HOST:2376/images/json \
   --cert ~/.docker/cert.pem \
   --key ~/.docker/key.pem \
   --cacert ~/.docker/ca.pem
 
[{"Containers":-1,"Created":1540777343,"Id":"sha256:55e7b305dc477345434ce3bd3941940481f982eea31c8f28c0670d59c63d544b","Labels":nu

2.2 使用namespace隔离技术

namespace是一种隔离技术，docker就是使用隔离技术开启特定的namespace创建出一些特殊的进程，不过使用namespace是有条件的。系统会创建dockremap，通过/etc/subuid和/etc/subuid对应的id值，映射到容器中去；实际情况还是使用的是dockremap普通权限，达到自动隔离的效果。

首先修改 /etc/sysctl.conf

# echo "user.max_user_namespaces=15076" >> /etc/sysctl.conf

在 /etc/docker/daemon.json 增加配置项 "userns-remap": "default"

修改此项配置需要慎重，如果是已经部署了一套docker环境，启用此选项后，会切换到隔离环境，以前的docker容器将无法使用！

[root@localhost docker]# cat /etc/subuid
dockremap:100000:65536

2.3 设置 docker 的分区

为容器创建单独的分区，默认分区在\var\lib\docker\，包含本地镜像、容器、网络等相关的东西。

[root@localhost docker]# ls /var/lib/docker 
100000.100000  builder  buildkit  containers  image  network  overlay2  plugins  runtimes  swarm  tmp  trust  volumes

可以使用 "data-root": "" 配置默认的分区位置。

2.4 限制默认网桥容器之间的流量

当启动 Docker 服务时候，默认会添加一条转发策略到 iptables 的 FORWARD 链上。策略为通过（ ACCEPT ）还是禁止（ DROP ），取决于配置 --icc=true （缺省值）还是  --icc=false 。如果手动指定  --iptables=false 则不会添加 iptables 规则。

默认情况下，默认网桥上同一主机上的容器之间允许所有网络通信，如果不需要，限制所有容器间的通信。 将需要通信的特定容器链接在一起，或者创建自定义网络，并且仅加入需要与该自定义网络进行通信的容器。

配置限制默认网桥上容器之间的流量 "icc":false

2.5 配置日志

配置集中的远程日志，设置日志进程 --log-level 级别为 info ，日志记录格式 json，本地日志记录

"log-level": "info",
"log-driver": "json-file",
"log-opts": {
  "max-size": "10m",
  "max-file":"5",
  "labels": "somelabel",
  "env": "os,customer"
},

配置远程日志

Docker 日志记录驱动程序接收容器日志并将其转发到远程目标或文件。 默认的日志记录驱动程序是json-file。 它将容器日志以JSON格式存储在本地磁盘上。 Docker具有用于记录日志的插件体系结构，因此有用于开源工具和商业 工具 的插件：

Journald–将容器日志存储在系统日志中.
Syslog Driver–支持UDP，TCP，TLS
Fluentd –支持将TCP或Unix套接字连接到fluentd
Splunk – HTTP / HTTPS转发到Splunk服务器
Gelf – UDP日志转发到Graylog2

示例 fluent

{
   "log-driver": "fluentd",
   "log-opts": {
     "fluentd-address": "fluentdhost:24224"
   }
 }

使用 syslog

{
  "log-driver": "syslog",
  "log-opts": {
    "syslog-address": "udp://1.2.3.4:1111"
  }
}

2.6 设置 ulimit

{
    "default-ulimits": {
        "nofile": {
            "Name": "nofile",
            "Hard": 64000,
            "Soft": 64000
        }
    }
}

2.7 设置 cgroup

--cgroup-parent 选项允许设置用于容器的默认cgroup父级。 如果未设置此选项，则对于fs cgroup驱动程序，默认为 /docker ；对于systemd cgroup驱动程序，默认为 system.slice 。

如果cgroup有一个正斜杠（ / ），则cgroup在根cgroup下创建，否则cgroup在守护程序cgroup下创建。

假设守护程序在cgroup daemoncgroup中运行，则 --cgroup-parent=/foobar 在 /sys/fs/cgroup/memory/foobar 中创建一个cgroup，而使用 --cgroup-parent=foobar 则创建  /sys/fs/cgroup/memory/daemoncgroup/foobar 中创建 cgroup。

systemd cgroup驱动程序对–cgroup-parent具有不同的规则。 Systemd按切片表示层次结构，切片的名称对树中的位置进行编码。 因此，systemd cgroup的 --cgroup-parent 应为切片名称。 名称可以包含一系列用短划线分隔的名称，这些名称描述了从根切片到切片的路径。 例如， --cgroup-parent=user-a-b.slice 表示容器的内存cgroup在 /sys/fs/cgroup/memory/user.slice/user-a.slice/user-a-b.slice/docker-<id>.scope 中创建。

也可以使用容器运行来设置，使用docker create和docker run上的 --cgroup-parent 选项，会优先于守护程序上的 --cgroup-parent 选项。

2.8 配置 seccomp

[root@localhost docker]# docker run --rm -it alpine sh
/ # ls bin  etc  lib  mnt  proc  run  srv  tmp  var
dev  home  media  opt  root  sbin  sys  usr / # touch foo.sh
/ # chmod +x foo.sh
chmod: foo.sh: Operation not permitted
/ # exit

实际可以完成禁止、允许、告警某些系统相关的调用，参考： https://github.com/torvalds/linux/blob/master/arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl

2.9 配置支持无守护程序的容器

--live-restore 确保 docker 守护进程关闭时不影响容器。

测试时再关闭 docker 守护进程后，nginx 容器仍能正常提供访问。

2.10 禁用 docker 的实验性功能

设置 "experimental": false

2.11 限制容器通过 suid 或 sgid 提权

no-new-privileges 安全选项可防止容器内的应用程序进程在执行期间获得新的特权。

举例：有一个在映像中设置了 setuid/setgid 位的程序，例如sudo，容器中的进程也具有执行该程序的（文件）权限，试图通过诸如setuid/setgid之类的设施获取特权的任何操作将被拒绝。

三、守护进程配置示例说明（Linux）

{
    "authorization-plugins": [],//访问授权插件
    "data-root": "",//docker数据持久化存储的根目录,默认为/var/lib/docker
    "dns": [],//DNS服务器
    "dns-opts": [],//DNS配置选项，如端口等
    "dns-search": [],//DNS搜索域名
    "exec-opts": [],//执行选项
    "exec-root": "",//执行状态的文件的根目录
    "experimental": false,//是否开启试验性特性
    "features": {},//启用或禁用特定功能。如：{"buildkit": true}使buildkit成为默认的docker镜像构建器。
    "storage-driver": "",//存储驱动器类型
    "storage-opts": [],//存储选项
    "labels": [],//键值对式标记docker元数据
    "live-restore": true,//dockerd挂掉是否保活容器（避免了docker服务异常而造成容器退出）
    "log-driver": "json-file",//容器日志的驱动器
    "log-opts": {
        "max-size": "10m",
        "max-file":"5",
        "labels": "somelabel",
        "env": "os,customer"
    },//容器日志的选项
    "mtu": 0,//设置容器网络MTU（最大传输单元）
    "pidfile": "",//daemon PID文件的位置
    "cluster-store": "",//集群存储系统的URL
    "cluster-store-opts": {},//配置集群存储
    "cluster-advertise": "",//对外的地址名称
    "max-concurrent-downloads": 3,//设置每个pull进程的最大并发
    "max-concurrent-uploads": 5,//设置每个push进程的最大并发
    "default-shm-size": "64M",//设置默认共享内存的大小
    "shutdown-timeout": 15,//设置关闭的超时时限
    "debug": true,//开启调试模式
    "hosts": [],//dockerd守护进程的监听地址
    "log-level": "",//日志级别
    "tls": true,//开启传输层安全协议TLS
    "tlsverify": true,//开启输层安全协议并验证远程地址
    "tlscacert": "",//CA签名文件路径
    "tlscert": "",//TLS证书文件路径
    "tlskey": "",//TLS密钥文件路径
    "swarm-default-advertise-addr": "",//swarm对外地址
    "api-cors-header": "",//设置CORS（跨域资源共享-Cross-origin resource sharing）头
    "selinux-enabled": false,//开启selinux(用户、进程、应用、文件的强制访问控制)
    "userns-remap": "",//给用户命名空间设置 用户/组
    "group": "",//docker所在组
    "cgroup-parent": "",//设置所有容器的cgroup的父类
    "default-ulimits": {
        "nofile": {
            "Name": "nofile",
            "Hard": 64000,
            "Soft": 64000
        }
    },//设置所有容器的ulimit
    "init": false,//容器执行初始化，来转发信号或控制(reap)进程
    "init-path": "/usr/libexec/docker-init",//docker-init文件的路径
    "ipv6": false,//支持IPV6网络
    "iptables": false,//开启防火墙规则
    "ip-forward": false,//开启net.ipv4.ip_forward
    "ip-masq": false,//开启ip掩蔽(IP封包通过路由器或防火墙时重写源IP地址或目的IP地址的技术)
    "userland-proxy": false,//用户空间代理
    "userland-proxy-path": "/usr/libexec/docker-proxy",//用户空间代理路径
    "ip": "0.0.0.0",//默认IP
    "bridge": "",//将容器依附(attach)到桥接网络上的桥标识
    "bip": "",//指定桥接IP
    "fixed-cidr": "",//(ipv4)子网划分，即限制ip地址分配范围，用以控制容器所属网段实现容器间(同一主机或不同主机间)的网络访问
    "fixed-cidr-v6": "",//（ipv6）子网划分
    "default-gateway": "",//默认网关
    "default-gateway-v6": "",//默认ipv6网关
    "icc": false,//容器间通信
    "raw-logs": false,//原始日志(无颜色、全时间戳)
    "allow-nondistributable-artifacts": [],//不对外分发的产品提交的registry仓库
    "registry-mirrors": [],//registry仓库镜像加速地址
    "seccomp-profile": "",//seccomp配置文件
    "insecure-registries": [],//配置非https的registry地址
    "no-new-privileges": false,//禁止新优先级
    "default-runtime": "runc",//OCI联盟(The Open Container Initiative)默认运行时环境
    "oom-score-adjust": -500,//内存溢出被杀死的优先级(-1000~1000)
    "node-generic-resources": ["NVIDIA-GPU=UUID1", "NVIDIA-GPU=UUID2"],//对外公布的资源节点
    "runtimes": {
        "cc-runtime": {
            "path": "/usr/bin/cc-runtime"
        },
        "custom": {
            "path": "/usr/local/bin/my-runc-replacement",
            "runtimeArgs": [
                "--debug"
            ]
        }
    },//运行时
    "default-address-pools":[
        {"base":"172.80.0.0/16","size":24},//默认的dhcp分配地址
        {"base":"172.90.0.0/16","size":24}
    ]
}

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