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Segurança do Docker


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Segurança básica do Docker Engine

O Docker Engine realiza o trabalho pesado de executar e gerenciar contêineres. O Docker Engine utiliza recursos do kernel Linux, como Namespaces e Cgroups, para fornecer isolamento básico entre os contêineres. Ele também utiliza recursos como redução de capacidades, Seccomp e SELinux/AppArmor para obter um melhor isolamento.

Por fim, um plugin de autenticação pode ser usado para limitar as ações que os usuários podem executar.

Acesso seguro ao Docker Engine

O cliente Docker pode acessar o Docker Engine localmente usando um soquete Unix ou remotamente usando o mecanismo http. Para usá-lo remotamente, é necessário usar https e TLS para garantir confidencialidade, integridade e autenticação.

Por padrão, o Docker escuta no soquete Unix unix:///var/
run/docker.sock e nas distribuições Ubuntu, as opções de inicialização do Docker são especificadas em /etc/default/docker. Para permitir que a API e o cliente do Docker acessem o Docker Engine remotamente, precisamos expor o daemon do Docker usando um soquete http. Isso pode ser feito através de:

DOCKER_OPTS="-D -H unix:///var/run/docker.sock -H
tcp://192.168.56.101:2376" -> add this to /etc/default/docker
Sudo service docker restart -> Restart Docker daemon

Exporar o daemon do Docker usando http não é uma boa prática e é necessário garantir a segurança da conexão usando https. Existem duas opções: a primeira opção é para o cliente verificar a identidade do servidor e a segunda opção é para ambos, cliente e servidor, verificarem a identidade um do outro. Certificados estabelecem a identidade de um servidor. Para um exemplo de ambas as opções, verifique esta página.

Segurança da imagem do contêiner

As imagens do contêiner são armazenadas em um repositório privado ou público. A Docker fornece as seguintes opções para armazenar imagens de contêiner:

  • Docker hub - Este é um serviço de registro público fornecido pela Docker.
  • Docker registry - Este é um projeto de código aberto que os usuários podem usar para hospedar seu próprio registro.
  • Docker trusted registry - Esta é a implementação comercial da Docker do registro Docker e fornece autenticação de usuário baseada em função, juntamente com a integração do serviço de diretório LDAP.

Verificação de imagem

Os contêineres podem ter vulnerabilidades de segurança tanto por causa da imagem base quanto pelo software instalado em cima da imagem base. A Docker está trabalhando em um projeto chamado Nautilus que faz a verificação de segurança dos contêineres e lista as vulnerabilidades. O Nautilus funciona comparando cada camada da imagem do contêiner com o repositório de vulnerabilidades para identificar falhas de segurança.

Para mais informações, leia isso.

  • docker scan

O comando docker scan permite que você faça a verificação de imagens do Docker existentes usando o nome ou ID da imagem. Por exemplo, execute o seguinte comando para verificar a imagem hello-world:

docker scan hello-world

Testing hello-world...

Organization:      docker-desktop-test
Package manager:   linux
Project name:      docker-image|hello-world
Docker image:      hello-world
Licenses:          enabled

✓ Tested 0 dependencies for known issues, no vulnerable paths found.

Note that we do not currently have vulnerability data for your image.

trivy -q -f json <ontainer_name>:<tag>

snyk container test <image> --json-file-output=<output file> --severity-threshold=high

clair-scanner -w example-alpine.yaml --ip YOUR_LOCAL_IP alpine:3.5

Assinatura de Imagens Docker

As imagens de contêineres Docker podem ser armazenadas em um registro público ou privado. É necessário assinar as imagens de contêineres para confirmar que elas não foram adulteradas. O publicador de conteúdo é responsável por assinar a imagem do contêiner e enviá-la para o registro.
Aqui estão alguns detalhes sobre a confiança de conteúdo do Docker:

  • A confiança de conteúdo do Docker é uma implementação do projeto de código aberto Notary. O projeto de código aberto Notary é baseado no projeto The Update Framework (TUF).
  • A confiança de conteúdo do Docker é habilitada com export DOCKER_CONTENT_TRUST=1. A partir da versão 1.10 do Docker, a confiança de conteúdo não está habilitada por padrão.
  • Quando a confiança de conteúdo está habilitada, só é possível baixar imagens assinadas. Ao enviar uma imagem, é necessário inserir a chave de marcação.
  • Quando o publicador envia a imagem pela primeira vez usando o comando docker push, é necessário inserir uma senha para a chave raiz e chave de marcação. As outras chaves são geradas automaticamente.
  • O Docker também adicionou suporte para chaves de hardware usando o Yubikey e os detalhes estão disponíveis aqui.

Aqui está o erro que recebemos quando a confiança de conteúdo está habilitada e a imagem não está assinada.

$ docker pull smakam/mybusybox
Using default tag: latest
No trust data for latest

O seguinte resultado mostra a imagem do contêiner sendo enviada para o Docker hub com assinatura habilitada. Como não é a primeira vez, o usuário é solicitado a inserir apenas a frase secreta para a chave do repositório.

$ docker push smakam/mybusybox:v2
The push refers to a repository [docker.io/smakam/mybusybox]
a7022f99b0cc: Layer already exists
5f70bf18a086: Layer already exists
9508eff2c687: Layer already exists
v2: digest: sha256:8509fa814029e1c1baf7696b36f0b273492b87f59554a33589e1bd6283557fc9 size: 2205
Signing and pushing trust metadata
Enter passphrase for repository key with ID 001986b (docker.io/smakam/mybusybox):

É necessário armazenar a chave root, a chave do repositório e a frase secreta em um local seguro. O seguinte comando pode ser usado para fazer backup das chaves privadas:

tar -zcvf private_keys_backup.tar.gz ~/.docker/trust/private

Quando mudei o host do Docker, tive que mover as chaves raiz e as chaves do repositório para operar a partir do novo host.


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Recursos de Segurança de Contêineres

Resumo dos Recursos de Segurança de Contêineres

Namespaces

Os namespaces são úteis para isolar um projeto dos demais, isolando as comunicações de processos, rede, montagens... É útil isolar o processo do Docker de outros processos (e até mesmo da pasta /proc) para que ele não possa escapar abusando de outros processos.

Poderia ser possível "escapar" ou mais precisamente criar novos namespaces usando o binário unshare (que usa a chamada de sistema unshare). O Docker, por padrão, impede isso, mas o Kubernetes não (no momento em que este escrito foi feito).
De qualquer forma, isso é útil para criar novos namespaces, mas não para voltar aos namespaces padrão do host (a menos que você tenha acesso a algum /proc dentro dos namespaces do host, onde você poderia usar o nsenter para entrar nos namespaces do host).

CGroups

Isso permite limitar recursos e não afeta a segurança do isolamento do processo (exceto pelo release_agent que pode ser usado para escapar).

Descarte de Capacidades

Considero este um dos recursos mais importantes em relação à segurança do isolamento do processo. Isso ocorre porque, sem as capacidades, mesmo que o processo esteja sendo executado como root, você não poderá executar algumas ações privilegiadas (porque a chamada de sistema syscall retornará um erro de permissão porque o processo não possui as capacidades necessárias).

Essas são as capacidades restantes após o processo descartar as outras:

{% code overflow="wrap" %}

Current: cap_chown,cap_dac_override,cap_fowner,cap_fsetid,cap_kill,cap_setgid,cap_setuid,cap_setpcap,cap_net_bind_service,cap_net_raw,cap_sys_chroot,cap_mknod,cap_audit_write,cap_setfcap=ep

{% endcode %}

Seccomp

Ele é ativado por padrão no Docker. Ele ajuda a limitar ainda mais as syscalls que o processo pode chamar.
O perfil Seccomp padrão do Docker pode ser encontrado em https://github.com/moby/moby/blob/master/profiles/seccomp/default.json

AppArmor

O Docker possui um modelo que você pode ativar: https://github.com/moby/moby/tree/master/profiles/apparmor

Isso permitirá reduzir as capacidades, syscalls, acesso a arquivos e pastas...

Namespaces

Namespaces são um recurso do kernel Linux que particiona os recursos do kernel de forma que um conjunto de processos veja um conjunto de recursos, enquanto outro conjunto de processos veja um conjunto diferente de recursos. O recurso funciona tendo o mesmo namespace para um conjunto de recursos e processos, mas esses namespaces se referem a recursos distintos. Os recursos podem existir em vários espaços.

O Docker faz uso dos seguintes Namespaces do kernel Linux para alcançar o isolamento do Container:

  • namespace pid
  • namespace mount
  • namespace network
  • namespace ipc
  • namespace UTS

Para mais informações sobre os namespaces, verifique a seguinte página:

{% content-ref url="namespaces/" %} namespaces {% endcontent-ref %}

cgroups

O recurso do kernel Linux cgroups fornece a capacidade de restringir recursos como CPU, memória, IO, largura de banda de rede entre um conjunto de processos. O Docker permite criar Containers usando o recurso cgroup, que permite o controle de recursos para o Container específico.
A seguir, temos um Container criado com memória de espaço do usuário limitada a 500m, memória do kernel limitada a 50m, compartilhamento de CPU para 512, peso de blkioweight para 400. O compartilhamento de CPU é uma proporção que controla o uso de CPU do Container. Ele tem um valor padrão de 1024 e varia entre 0 e 1024. Se três Containers têm o mesmo compartilhamento de CPU de 1024, cada Container pode usar até 33% da CPU em caso de contenção de recursos da CPU. blkio-weight é uma proporção que controla o IO do Container. Ele tem um valor padrão de 500 e varia entre 10 e 1000.

docker run -it -m 500M --kernel-memory 50M --cpu-shares 512 --blkio-weight 400 --name ubuntu1 ubuntu bash

Para obter o cgroup de um contêiner, você pode fazer o seguinte:

docker run -dt --rm denial sleep 1234 #Run a large sleep inside a Debian container
ps -ef | grep 1234 #Get info about the sleep process
ls -l /proc/<PID>/ns #Get the Group and the namespaces (some may be uniq to the hosts and some may be shred with it)

Para mais informações, consulte:

{% content-ref url="cgroups.md" %} cgroups.md {% endcontent-ref %}

Capacidades

As capacidades permitem um controle mais preciso das capacidades que podem ser permitidas para o usuário root. O Docker utiliza o recurso de capacidade do kernel do Linux para limitar as operações que podem ser realizadas dentro de um contêiner, independentemente do tipo de usuário.

Quando um contêiner Docker é executado, o processo descarta as capacidades sensíveis que o processo poderia usar para escapar do isolamento. Isso tenta garantir que o processo não seja capaz de realizar ações sensíveis e escapar:

{% content-ref url="../linux-capabilities.md" %} linux-capabilities.md {% endcontent-ref %}

Seccomp no Docker

Este é um recurso de segurança que permite ao Docker limitar as syscalls que podem ser usadas dentro do contêiner:

{% content-ref url="seccomp.md" %} seccomp.md {% endcontent-ref %}

AppArmor no Docker

AppArmor é um aprimoramento do kernel para confinar contêineres a um conjunto limitado de recursos com perfis por programa:

{% content-ref url="apparmor.md" %} apparmor.md {% endcontent-ref %}

SELinux no Docker

SELinux é um sistema de rotulagem. Cada processo e cada objeto do sistema de arquivos possuem um rótulo. As políticas do SELinux definem regras sobre o que um rótulo de processo pode fazer com todos os outros rótulos no sistema.

Os motores de contêiner lançam processos de contêiner com um único rótulo SELinux confinado, geralmente container_t, e em seguida definem o contêiner dentro do contêiner para ser rotulado como container_file_t. As regras de política do SELinux basicamente dizem que os processos container_t só podem ler/escrever/executar arquivos rotulados como container_file_t.

{% content-ref url="../selinux.md" %} selinux.md {% endcontent-ref %}

AuthZ & AuthN

Um plugin de autorização aprova ou negam solicitações ao daemon do Docker com base no contexto atual de autenticação e no contexto de comando. O contexto de autenticação contém todos os detalhes do usuário e o método de autenticação. O contexto de comando contém todos os dados relevantes da solicitação.

{% content-ref url="authz-and-authn-docker-access-authorization-plugin.md" %} authz-and-authn-docker-access-authorization-plugin.md {% endcontent-ref %}

DoS a partir de um contêiner

Se você não estiver limitando adequadamente os recursos que um contêiner pode usar, um contêiner comprometido pode realizar um ataque de negação de serviço (DoS) no host onde está sendo executado.

  • DoS de CPU
# stress-ng
sudo apt-get install -y stress-ng && stress-ng --vm 1 --vm-bytes 1G --verify -t 5m

# While loop
docker run -d --name malicious-container -c 512 busybox sh -c 'while true; do :; done'
  • Bandwidth DoS

Um ataque de negação de serviço (DoS) de largura de banda é um tipo de ataque cibernético que tem como objetivo sobrecarregar a largura de banda de um sistema alvo, tornando-o inacessível para usuários legítimos. Esse tipo de ataque pode ser realizado por meio do envio de uma grande quantidade de tráfego malicioso para o sistema alvo, consumindo toda a largura de banda disponível e impedindo que outros usuários se conectem ou acessem os recursos do sistema.

Existem várias técnicas que podem ser usadas para realizar um ataque de negação de serviço de largura de banda, incluindo o uso de botnets, amplificação de tráfego e ataques de inundação. É importante que os administradores de sistemas implementem medidas de segurança adequadas, como firewalls e sistemas de detecção de intrusões, para mitigar os riscos desse tipo de ataque.

Além disso, é essencial que os usuários mantenham seus sistemas atualizados com as últimas correções de segurança e adotem boas práticas de segurança, como o uso de senhas fortes e a autenticação em dois fatores, para reduzir a probabilidade de serem vítimas de um ataque de negação de serviço de largura de banda.

nc -lvp 4444 >/dev/null & while true; do cat /dev/urandom | nc <target IP> 4444; done

Interessantes Flags do Docker

Flag --privileged

Na página a seguir, você pode aprender o que implica a flag --privileged:

{% content-ref url="docker-privileged.md" %} docker-privileged.md {% endcontent-ref %}

--security-opt

no-new-privileges

Se você estiver executando um contêiner onde um invasor consegue acessar como um usuário de baixo privilégio. Se você tiver um binário suid mal configurado, o invasor pode abusar dela e elevar privilégios dentro do contêiner. O que pode permitir que ele escape dele.

Executar o contêiner com a opção no-new-privileges habilitada irá prevenir esse tipo de escalonamento de privilégios.

docker run -it --security-opt=no-new-privileges:true nonewpriv

Outros

The docker-security directory contains information and techniques related to securing Docker containers and preventing privilege escalation attacks. This section covers various security measures that can be implemented to enhance the security of Docker containers.

O diretório docker-security contém informações e técnicas relacionadas à segurança de contêineres Docker e à prevenção de ataques de escalonamento de privilégios. Esta seção aborda várias medidas de segurança que podem ser implementadas para aumentar a segurança dos contêineres Docker.

#You can manually add/drop capabilities with
--cap-add
--cap-drop

# You can manually disable seccomp in docker with
--security-opt seccomp=unconfined

# You can manually disable seccomp in docker with
--security-opt apparmor=unconfined

# You can manually disable selinux in docker with
--security-opt label:disable

Para mais opções --security-opt, verifique: https://docs.docker.com/engine/reference/run/#security-configuration

Outras Considerações de Segurança

Gerenciando Segredos

Primeiro de tudo, não os coloque dentro da sua imagem!

Além disso, não use variáveis de ambiente para suas informações sensíveis. Qualquer pessoa que possa executar docker inspect ou exec no contêiner pode encontrar seu segredo.

Os volumes do Docker são melhores. Eles são a maneira recomendada de acessar suas informações sensíveis na documentação do Docker. Você pode usar um volume como sistema de arquivos temporário mantido na memória. Os volumes removem o risco de docker inspect e de registro. No entanto, usuários root ainda podem ver o segredo, assim como qualquer pessoa que possa exec no contêiner.

Ainda melhor do que volumes, use segredos do Docker.

Se você apenas precisa do segredo na sua imagem, você pode usar o BuildKit. O BuildKit reduz significativamente o tempo de construção e possui outros recursos interessantes, incluindo suporte a segredos em tempo de construção.

Existem três maneiras de especificar o backend do BuildKit para que você possa usar seus recursos agora:

  1. Defina-o como uma variável de ambiente com export DOCKER_BUILDKIT=1.
  2. Inicie seu comando build ou run com DOCKER_BUILDKIT=1.
  3. Ative o BuildKit por padrão. Defina a configuração em /etc/docker/daemon.json como true com: { "features": { "buildkit": true } }. Em seguida, reinicie o Docker.
  4. Em seguida, você pode usar segredos no momento da construção com a flag --secret assim:
docker build --secret my_key=my_value ,src=path/to/my_secret_file .

Onde o seu arquivo especifica seus segredos como um par chave-valor.

Esses segredos são excluídos do cache de construção da imagem e da imagem final.

Se você precisa do seu segredo em seu contêiner em execução, e não apenas durante a construção da imagem, use Docker Compose ou Kubernetes.

Com o Docker Compose, adicione o par chave-valor dos segredos a um serviço e especifique o arquivo de segredo. A dica é do Stack Exchange answer para a dica de segredos do Docker Compose que o exemplo abaixo é adaptado.

Exemplo docker-compose.yml com segredos:

version: "3.7"

services:

my_service:
image: centos:7
entrypoint: "cat /run/secrets/my_secret"
secrets:
- my_secret

secrets:
my_secret:
file: ./my_secret_file.txt

Em seguida, inicie o Compose como de costume com docker-compose up --build my_service.

Se você estiver usando Kubernetes, ele possui suporte para segredos. O Helm-Secrets pode ajudar a facilitar a gestão de segredos no K8s. Além disso, o K8s possui Controles de Acesso Baseados em Função (RBAC), assim como o Docker Enterprise. O RBAC torna a gestão de acesso aos segredos mais fácil e segura para equipes.

gVisor

gVisor é um kernel de aplicativo, escrito em Go, que implementa uma parte substancial da superfície do sistema Linux. Ele inclui um tempo de execução Open Container Initiative (OCI) chamado runsc que fornece um limite de isolamento entre o aplicativo e o kernel do host. O tempo de execução runsc integra-se ao Docker e ao Kubernetes, tornando simples a execução de contêineres isolados.

{% embed url="https://github.com/google/gvisor" %}

Kata Containers

Kata Containers é uma comunidade de código aberto que trabalha para construir um tempo de execução de contêiner seguro com máquinas virtuais leves que têm a sensação e o desempenho de contêineres, mas fornecem isolamento de carga de trabalho mais forte usando tecnologia de virtualização de hardware como uma segunda camada de defesa.

{% embed url="https://katacontainers.io/" %}

Dicas Resumidas

  • Não use a flag --privileged ou monte um socket do Docker dentro do contêiner. O socket do Docker permite a criação de contêineres, então é uma maneira fácil de assumir o controle total do host, por exemplo, executando outro contêiner com a flag --privileged.
  • Não execute como root dentro do contêiner. Use um usuário diferente e namespaces de usuário. O root no contêiner é o mesmo do host, a menos que seja remapeado com namespaces de usuário. Ele é apenas levemente restrito por, principalmente, namespaces, capacidades e cgroups do Linux.
  • Descarte todas as capacidades (--cap-drop=all) e habilite apenas as necessárias (--cap-add=...). Muitas cargas de trabalho não precisam de nenhuma capacidade e adicioná-las aumenta o escopo de um possível ataque.
  • Use a opção de segurança "no-new-privileges" para impedir que processos obtenham mais privilégios, por exemplo, por meio de binários suid.
  • Limite os recursos disponíveis para o contêiner. Limites de recursos podem proteger a máquina contra ataques de negação de serviço.
  • Ajuste os perfis seccomp, AppArmor (ou SELinux) para restringir as ações e chamadas de sistema disponíveis para o contêiner ao mínimo necessário.
  • Use imagens oficiais do Docker e exija assinaturas ou construa suas próprias com base nelas. Não herde ou use imagens com backdoors. Armazene também as chaves raiz e a frase secreta em um local seguro. O Docker tem planos para gerenciar chaves com o UCP.
  • Reconstrua regularmente suas imagens para aplicar patches de segurança no host e nas imagens.
  • Gerencie seus segredos com sabedoria para dificultar o acesso do atacante a eles.
  • Se você expõe o daemon do Docker, use HTTPS com autenticação de cliente e servidor.
  • Em seu Dockerfile, prefira COPY em vez de ADD. ADD extrai automaticamente arquivos compactados e pode copiar arquivos de URLs. COPY não possui essas capacidades. Sempre que possível, evite usar ADD para não ficar suscetível a ataques por meio de URLs remotas e arquivos Zip.
  • Tenha contêineres separados para cada microsserviço.
  • Não coloque o ssh dentro do contêiner, "docker exec" pode ser usado para acessar o contêiner via ssh.
  • Tenha imagens de contêiner menores

Fuga de Contêiner Docker / Escalação de Privilégios

Se você estiver dentro de um contêiner Docker ou tiver acesso a um usuário no grupo docker, você pode tentar escapar e escalar privilégios:

{% content-ref url="docker-breakout-privilege-escalation/" %} docker-breakout-privilege-escalation {% endcontent-ref %}

Bypass de Plugin de Autenticação do Docker

Se você tiver acesso ao socket do Docker ou tiver acesso a um usuário no grupo docker, mas suas ações estão sendo limitadas por um plugin de autenticação do Docker, verifique se você pode burlá-lo:

{% content-ref url="authz-and-authn-docker-access-authorization-plugin.md" %} authz-and-authn-docker-access-authorization-plugin.md {% endcontent-ref %}

Reforçando a Segurança do Docker

Referências

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