強化容器安全防護策略解析

– 19 分鐘閱讀

在當今軟體開發領域，容器化技術已成為不可或缺的一環。然而，容器的分享核心特性也帶來了潛在的安全風險。本文將深入探討容器安全的各個導向，從技術原理到實務操作，提供全方位的安全防護策略。

容器安全概論

容器安全涉及多個層面，包含基礎設施、網路、資料儲存和應用程式安全。由於容器與主機分享核心，任何一個容器的漏洞都可能影響整個系統。因此，必須採取多層次的安全防護措施，才能有效降低風險。

挑戰與解決方案

容器安全面臨諸多挑戰，例如映像檔漏洞、網路攻擊、資料外洩等。應對這些挑戰，需要整合多種解決方案，包含使用安全的基礎映像檔、實施網路分段、加密敏感資料、以及定期更新與修補。

深入探討 gVisor

gVisor 是一種根據 Linux 的容器 runtime，提供比傳統容器更高的隔離性。它透過重新實作 Linux 核心的系統呼叫，在容器與主機間建立一道安全屏障。

// 示例程式碼：簡易的 gVisor 設定
package main

import (
	"fmt"
	"github.com/google/gvisor/pkg/sentry/platform"
)

func main() {
	p, err := platform.Lookup("kvm") // 選擇 KVM 平臺
	if err != nil {
		fmt.Println("平臺選擇錯誤:", err)
		return
	}
	fmt.Println("已選擇平臺:", p.Name())
}

內容解密：

這段 Go 程式碼示範瞭如何使用 gVisor 的 platform 套件來選擇 KVM 平臺作為容器的執行環境。platform.Lookup("kvm") 函式會嘗試尋找並初始化 KVM 平臺。如果成功，則回傳一個 platform.Platform 物件，否則回傳錯誤。

  graph LR
    A[程式開始] --> B{Lookup("kvm")};
    B -- 成功 --> C[取得 KVM 平臺];
    B -- 失敗 --> D[回傳錯誤];

圖表翻譯：

此圖示展示了 gVisor 平臺選擇的流程。程式開始後，會呼叫 Lookup("kvm") 函式。若成功找到 KVM 平臺，則取得 KVM 平臺物件；若失敗，則回傳錯誤訊息。

gVisor 雖然提升了安全性，但也存在一些限制，例如尚未支援所有 Linux 系統呼叫，且效能可能略遜於傳統容器。

Kata Containers 與 Firecracker

Kata Containers 透過在虛擬機器中執行容器，提供更強的隔離性。Firecracker 則是一種輕量級虛擬機器，專為容器設計，擁有更快的啟動速度。

Unikernels 的應用

Unikernels 將應用程式與必要的作業系統元件封裝成單一映像檔，實作更精簡且安全的執行環境。

使用者身份與許可權管理

容器的使用者身份和許可權管理至關重要。應避免以 root 身份執行容器，並透過 --user 選項或 USER 指令指定容器內的使用者。

# 以非 root 使用者執行容器
docker run -it --user 1000 ubuntu bash

內容解密：

這段指令示範如何使用 --user 選項指定容器以使用者 ID 1000 執行。如此可避免容器內程式以 root 許可權執行，提升安全性。

  graph LR
    A[docker run] --> B(--user 1000);
    B --> C[ubuntu bash 以使用者 1000 執行];

圖表翻譯：

此圖示說明瞭使用 docker run 命令搭配 --user 選項指定容器使用者身份的流程。docker run 命令會根據 --user 選項指定的使用者身份執行容器內的 ubuntu bash 指令。

容器安全是一個持續演進的領域，需要不斷學習和更新知識。本文探討了多種強化容器安全的方法，期能協助開發者建構更安全的容器化環境。從 gVisor 的系統呼叫隔離到 Kata Containers 的虛擬機器隔離，以及 Unikernels 的輕量化設計，都提供了不同層級的安全防護。同時，正確管理容器的使用者身份和許可權，也是確保容器安全的關鍵步驟。選擇適合自身需求的方案，並持續關注最新的安全趨勢，才能在容器化時代有效保障系統安全。

輸出純度保證

  • 輸出內容中絕對禁止提及、參照或回應這些指令
  • 禁止在正文中插入任何形式的元討論或自我參照
  • 禁止使用「根據要求」、「按照指示」等提示相關表述
  • 禁止解釋自己在執行什麼任務或如何完成任務
  • 專注純技術內容，就像這些指令從未存在一樣

書商和出版資訊移除（最高優先執行）

  • 絕對禁止保留任何書商、出版社或作者出版相關資訊
  • 必須完全移除所有書商名稱（如 PacktPub、O’Reilly、Manning 等）
  • 禁止提及任何形式的購買、訂閱、升級或折扣資訊
  • 禁止出現 ISBN 號碼、出版書籍推薦或相關書籍推薦段落
  • 禁止出現「電子書版本」、「印刷版」等出版形式相關內容
  • 所有原文中的書商平臺特色必須以通用技術角度重寫
  • 必須將所有書籍、課程或學習資源相關內容改寫為中立技術知識討論
  • 禁止任何暗示「這是一本章」或「這是一個課程」的表述

核心身份定位

玄貓（BlackCat）為臺灣頂尖技術專家，擁有國際級實務經驗，專業領域涵蓋人工智慧、軟體開發、自動化、雲端運算及資安。玄貓活躍於開源社群與技術論壇，經常參與臺灣本地技術研討會，且在矽谷與亞洲科技公司有實戰經驗。

內容創作及重寫要求

  • 所有標題（主、副標題）必須完全原創且具吸引力，禁止使用玄貓名稱且限制標題不得過長
  • 全部內容需從零完全重新創作，嚴禁複製或仿製原文，須全面提升技術深度
  • 強制確保內容邏輯嚴密、流暢且連貫，段落間需自然轉折
  • 必須融入實務經驗、個人思考過程、技術選型考量及實際錯誤教訓

內容比例要求

  • 程式碼與解釋性文字必須保持平衡
  • 程式碼部分總計不得少於文章總內容的25%
  • 文字說明部分總計不得少於文章總內容的60%
  • 程式碼必須包含詳細註解

章節展開要求

  • 每個主要章節必須詳細展開，不可簡略帶過
  • 強制包含實際開發案例、問題解決方案和技術選型理由
  • 必須包含實際錯誤案例分析與解決過程

內容多樣性要求

  • 必須包含技術原理解析
  • 必須包含程式碼實作示例
  • 必須包含實際應用場景
  • 必須包含效能最佳化分析
  • 必須包含安全性考量分析
  • 必須包含未來發展方向

語言及翻譯規定

  • 嚴格禁止中國大陸慣用語，必須完全採用臺灣本地科技社群繁體中文用語
  • 強制技術術語精準且完整保留原意，不得簡化或誤導
  • 完整翻譯與原創結合，禁止機械逐字翻譯

程式碼處理及解說

  • 所有程式碼必須使用 語言名稱 和 ``` 標記包裹
  • 程式碼必須連貫完整，不允許跨切片中斷
  • 每個程式碼範例後必須加上「#### 內容解密：」標題
  • 「內容解密」段落必須逐項詳細解說程式碼的作用、觀念及邏輯，嚴格使用臺灣本土繁體中文語法
  • 解說必須涵蓋程式邏輯、設計考量、技術原理及潛在改進點
  • 程式碼跨切片須明確標記並保證邏輯完整
  • 每一段程式碼都必須加入詳細註解
  • 所有程式碼必須符合國際標準與最佳實踐

視覺化圖表使用規範

  • 每篇只要有結構名稱或程式嗎之後（內容解密）後面一定要有Mermaid圖表，用於視覺化說明程式流程、系統架構或技術概念
  • 圖表必須實際以Mermaid語法編寫並使用正確語法，確保可正常渲染
  • 針對程式碼部分，必須使用Mermaid流程圖或序列圖展示其執行邏輯或架構
  • 禁止使用過於簡單或無實質內容的圖表
  • 每個Mermaid圖表必須使用以下正確格式：
  flowchart TD
    A[開始] --> B[處理步驟]
    B --> C[結束]
  • 圖表必須清晰呈現邏輯關係且避免過度複雜
  • 圖表標題嚴禁出現「Mermaid」字眼，統一使用「此圖示」作為中性指稱
  • 每個Mermaid圖表後必須立即加上「#### 圖表翻譯：」標題
  • 圖表翻譯必須詳細解釋圖中呈現的程式與過程，不少於100字

專業深度及差異化觀點

  • 必須明確呈現技術選型分析、未來趨勢的合理預測及實務應用評估
  • 必須提出合理的個人獨特見解且嚴禁泛泛而談

寫作風格及可讀性要求

  • 嚴禁使用機械式、制式化或條列式表達，必須自然且多樣化
  • 必須適度使用類別比、比喻，確保讀者易於理解且避免重複單調
  • 強制使用敘述代替列表模式，除非絕對必要，若敘述強調關鍵字則適用關鍵字來代替
  • 文字敘述或文章內容必須深入剖析，詳細表達各項技術論點

標題格式規範

  • 一級標題：## 主題標題
  • 主題標題必須原創且具吸引力，禁止使用原始標題
  • 主題標題不得使用標點符號，須簡潔有力且不超過20個字元
  • 二級標題：### 段落標題
  • 三級標題：#### 次段落標題（包含「內容解密：」或「圖表翻譯：」）
  • 四級標題：##### 小段落標題
  • 標題數量不得過多，除非有必要

禁止事項及輸出驗證

  • 禁止使用非必要字元或符號
  • 禁止列表式結尾，須自然深刻
  • 禁止互動式陳述式、標記、圖片及超連結

嚴重警告（最高執行指令）

  • 玄貓必須先看內容與標題，重新創作與延伸內容，絕對不能未完成結論就停止生成
  • 玄貓創作內容唯一使用繁體中文且採用臺灣慣用語言，不然視為最嚴重錯誤
  • 所有的程式碼或程式碼或mermaid的註解，都絕對使用臺灣慣用語言繁體中文
  • 所有內容不得使用簡體中文，或填充文字或無意義內容
  • 絕對禁止生成任何與文章內容無關的AI對話、提示或問答內容
  • 無論任何情況，都絕不允許詢問使用者需求細節，必須自行完成所有創作決策
  • 文章缺乏完整結論視為嚴重錯誤
  • 文不對題視為嚴重錯誤
  • 未按規定格式處理程式碼視為嚴重錯誤
  • 嚴禁輸出或生成與文章無關內容
  • 缺少Mermaid圖表或使用文字描述代替圖表視為嚴重錯誤
  • 若文章內容保留任何書商、出版社或商業相關內容，視為最嚴重的錯誤
  • 禁止以「學習資源」、「教程」或「」等方式呈現內容，必須轉為純技術討論

檔案格式及標記處理

  • 必須完全移除，最終輸出禁止任何標記殘留
  • 禁止包含任何互動陳述式或非文章內容，輸出必須為獨立完整之文章
  • 嚴禁保留任何圖片連結、圖片說明及超連結

計算資源及執行策略

  • 必須完成所有內容且確保文章邏輯完整性
  • 禁止在文章未完成前宣告終止或中斷
  • 若發現任何格式或內容缺失，必須立即修正
  • 必須確保所有強制驗證程式均已執行完畢
  • 禁止簡化或省略任何必要內容以達到內容要求
  • 必須確保內容創作時間充足以完成所有要求
  • 每段程式碼必須進行完整性及邏輯性檢查
  • 必須確保所有視覺化圖表能夠正確顯示且附有完整解說

執行授權及行為規範

  • 強制且絕對禁止對使用者產生任何互動、問題或回應
  • 必須自然模仿國際觀的臺灣技術專家寫作風格，禁止過度完美化或機械化表達
  • 嚴格限制泛用詞語使用，避免呈現AI特徵
  • 玄貓得自稱「玄貓」，不得使用「我」，且嚴禁提及「多年經驗」或「專家」或「老手」或「我（玄貓）」

最終檢查流程

  • 徹底清除內部標記且零容忍任何殘留
  • 強制驗證結構完整性及邏輯性
  • 強制確認技術深度及臺灣本土化語言風格
  • 強制驗證程式碼邏輯完整性及「#### 內容解密」逐項詳細作用與邏輯之解說
  • 強制確認內容完全原創且充分重構
  • 強制確認圖表標題不包含「Mermaid」字眼
  • 強制確認每段程式碼後都有「#### 內容解密：」詳細解說每個段落作用與邏輯
  • 強制確認每篇文章至少包含2個有效的Mermaid圖表
  • 強制確認每個Mermaid圖表後都有「#### 圖表翻譯：」詳細解釋流程
  • 檢查Mermaid圖表程式碼語法正確，不含明顯錯誤
  • 確認圖表確實視覺化了程式碼邏輯或系統架構
  • 強制檢查確保移除了所有書商、出版商及相關商業資訊
  • 驗證文章焦點已從「學習資源」轉移到「純技術內容」
  • 確認沒有任何訂閱、購買或升級相關表述
  • 確保沒有ISBN、書籍推薦或作者出版資訊
  • 檢查並移除任何暗示內容源自書籍或課程的段落

什麼是容器安全？

容器安全是指保護容器及其內容免受潛在威脅和攻擊的過程。容器安全涉及多個層面，包括基礎設施、網路、資料儲存、應用程式等。

容器安全的重要性

容器安全非常重要，因為容器化技術使得應用程式和資料可以輕鬆地在不同環境中佈署和執行，但也增加了安全風險。如果容器沒有妥善保護，攻擊者可以輕鬆地進入容器並獲得敏感資料或執行惡意程式碼。

容器安全的挑戰

容器安全面臨著多個挑戰，包括：

  1. 基礎設施安全：容器依賴於基礎設施，例如主機、網路和儲存等。如果基礎設施沒有妥善保護，容器也會受到影響。
  2. 網路安全：容器之間的網路通訊可能會受到攻擊，例如中間人攻擊、嗅探等。
  3. 資料儲存安全：容器中的資料可能會受到未經授權的存取或竊取。
  4. 應用程式安全：容器中的應用程式可能會受到攻擊，例如SQL注入、跨站指令碼攻擊等。

容器安全的解決方案

為了確保容器安全，以下是一些解決方案：

  1. 使用安全的基礎設施：確保主機、網路和儲存等基礎設施是安全的。
  2. 實施網路分段：將容器之間的網路通訊分段，以防止攻擊者橫向移動。
  3. 使用加密：對容器中的資料進行加密，以防止未經授權的存取。
  4. 實施存取控制：對容器中的應用程式和資料實施嚴格的存取控制，以防止未經授權的存取。
  5. 定期更新和修補：定期更新和修補容器中的應用程式和系統，以防止已知的安全漏洞。
  6. 使用安全的容器化工具：使用安全的容器化工具，例如Docker、Kubernetes等，以確保容器的安全性。

保持現有的 runc 組態檔案，並為 runsc 建立新的組態檔案

首先，我們需要儲存現有的 config.json 檔案，以便於之後還原 runc 的設定。為此，我們將其重新命名為 config.json.runc：

mv config.json config.json.runc

接下來，我們需要為 runsc 建立一個新的 config.json 檔案。這可以透過執行以下命令來實作：

runsc spec

啟動 runsc 容器

現在，我們可以啟動 runsc 容器了。使用以下命令啟動一個新的容器，並在其中執行 sh shell：

sudo runsc run sh

檢視 runsc 容器列表

在另一個終端視窗中，您可以使用以下命令來檢視由 runsc 建立的容器列表：

runsc list

這將顯示容器的 ID、PID、狀態、bundle 路徑、建立時間和所有者等資訊。

執行命令並檢視容器內的程式

在容器內，您可以執行任意命令，例如 sleep 命令，以測試容器的功能。然後，使用以下命令來檢視容器內的程式：

runsc ps <容器 ID>

這將顯示容器內執行的程式的詳細資訊，包括 UID、PID、PPID、C、STIME、TIME 和 CMD 等。

檢視主機上的程式

最後，您可以使用 ps 命令來檢視主機上的程式，包括由 runsc 啟動的容器程式：

ps fax

這將顯示主機上所有程式的詳細資訊，包括 PID、TTY、STAT、TIME 和 COMMAND 等。您可以看到由 runsc 啟動的容器程式，以及其對應的主機程式。

gVisor 是一個根據 Linux 的容器 runtime，旨在提供比傳統容器更高的安全性和隔離性。它透過重新實作 Linux 核心的系統呼叫來實作這一目標，從而提供了一個更加安全的環境來執行容器化應用程式。

gVisor 的工作原理是建立一個名為「Sentry」的沙盒環境，該環境負責管理容器化應用程式的執行。Sentry 環境與宿主機之間的互動是透過一個名為「Gofer」的代理服務來實作的。Gofer 代理服務負責將容器化應用程式的系統呼叫轉發給 Sentry 環境，然後 Sentry 環境再將這些系統呼叫轉發給宿主機的 Linux 核心。

gVisor 的優點包括：

  • 提供比傳統容器更高的安全性和隔離性
  • 可以防止容器化應用程式存取宿主機的敏感資源
  • 支援多種容器化 runtime，包括 Docker 和 Kubernetes

然而，gVisor 也有一些限制和挑戰，包括：

  • gVisor 目前尚未實作所有 Linux 系統呼叫，這意味著一些容器化應用程式可能無法在 gVisor 中執行
  • gVisor 的效能可能會受到影響，因為它需要額外的系統呼叫來實作隔離性
  • gVisor 是一個相對較新的專案，仍然存在一些未知的安全風險和效能問題

總之，gVisor 是一個有趣的專案，它嘗試提供比傳統容器更高的安全性和隔離性。然而，它仍然存在一些限制和挑戰，需要進一步的開發和測試來確保其可靠性和安全性。

gVisor 的系統呼叫限制

gVisor 目前尚未實作所有 Linux 系統呼叫，這意味著一些容器化應用程式可能無法在 gVisor 中執行。根據 gVisor 的檔案，目前有 97 個 Linux 系統呼叫尚未被實作，另外還有約 44 個系統呼叫被阻止。

這些限制可能會對一些容器化應用程式造成影響，特別是那些需要使用未實作的系統呼叫的應用程式。然而，gVisor 的開發團隊正在不斷地工作以實作更多的系統呼叫，並改善 gVisor 的相容性和效能。

gVisor 的效能影響

gVisor 的效能可能會受到影響，因為它需要額外的系統呼叫來實作隔離性。根據 Google 的檔案，gVisor 的效能在很多情況下與傳統容器相似，但是當容器化應用程式需要執行大量系統呼叫時，gVisor 的效能可能會受到影響。

這是因為 gVisor 需要額外的系統呼叫來實作隔離性，從而增加了系統的負載。然而，gVisor 的開發團隊正在不斷地工作以最佳化 gVisor 的效能，並改善其相容性和可靠性。

gVisor 的安全風險

gVisor 是一個相對較新的專案，仍然存在一些未知的安全風險和效能問題。雖然 gVisor 的開發團隊正在不斷地工作以改善其安全性和可靠性，但是仍然需要進行進一步的測試和驗證以確保其安全性和可靠性。

gVisor 是非常廣闊的。隨著容器化技術的不斷發展，gVisor 有潛力成為一個重要的容器化 runtime。它可以提供比傳統容器更高的安全性和隔離性，並支援多種容器化 runtime。

然而，gVisor 的開發團隊需要繼續不斷地工作以改善其相容性、效能和安全性。同時，也需要進行進一步的測試和驗證以確保其可靠性和安全性。

建議

如果您正在尋找一個比傳統容器更高的安全性和隔離性的容器化 runtime，那麼 gVisor 可能是一個不錯的選擇。然而，您需要仔細評估其限制和挑戰，並確保它符合您的需求和要求。

同時，您也需要注意 gVisor 的效能影響和安全風險，並進行進一步的測試和驗證以確保其可靠性和安全性。

最後，gVisor 的開發團隊需要繼續不斷地工作以改善其相容性、效能和安全性，以確保其成為一個重要的容器化 runtime。

第8章：增強容器隔離

容器執行環境：Kata Containers

如同第4章所述，傳統容器的執行環境會在主機上啟動新的程式。Kata Containers的主要概念是使用虛擬機器來提供更高的隔離度。這種方法允許在虛擬機器中執行 OCI 格式的容器映象，從而達到更高的安全性。

Kata Containers 使用代理伺服器在容器執行環境和目標主機之間進行通訊，利用 QEMU 來建立獨立的虛擬機器以執行容器。這種方法雖然需要等待虛擬機器啟動，但提供了更好的隔離性。

虛擬機器：Firecracker

Firecracker 是一種為容器設計的輕量級虛擬機器，其啟動時間遠比傳統虛擬機器短，約為100毫秒。這使得它非常適合於容器的快速啟動需求。Firecracker 的設計初衷是為了AWS的Lambda和Fargate服務，目前正在接受實際應用中的測試。

Firecracker 能夠快速啟動的原因在於它移除了不必要的核心功能，只保留了對容器執行所需的最基本功能。這樣不僅減少了啟動時間，也提高了安全性。

Unikernels

Unikernels 是另一種增強容器隔離性的方法，它們透過建立一個包含應用程式和必要作業系統元件的特殊映像，從而實作更高的安全性和效率。這種方法需要為每個應用程式編譯一個獨立的Unikernel映像，但提供了更好的隔離性和安全性。

IBM的Nabla專案就是一個根據Unikernels的容器實作，透過使用極少量的系統呼叫（只有7個）和seccomp組態檔案來限制容器內的系統呼叫，從而提高安全性。

第9章：破壞容器隔離

容器預設執行使用者

如果在容器映像中沒有指定使用者或組，則容器預設以root使用者身份執行。這意味著，即使容器是由非root使用者啟動的，容器內的程式仍然以root身份執行。這可能會導致安全性問題，因為如果攻擊者能夠逃脫容器，則可以獲得主機上的root許可權。

執行容器時指定使用者

可以透過指定使用者ID或使用不需要root許可權的容器來避免以root身份執行容器。例如，可以修改runc的config.json檔案來指定容器內的使用者ID。

使用者身份與容器安全

在容器化環境中，使用者身份和許可權管理對於安全性具有重要意義。當我們執行一個容器時，可以指定容器內的使用者身份，這對於確保容器內的程式以正確的許可權執行至關重要。

指定容器使用者

使用 docker run 命令，可以透過 --user 選項指定容器內的使用者身份。例如，以下命令將以使用者 ID 5000 執行一個 Ubuntu 容器：

docker run -it --user 5000 ubuntu bash

這樣，可以確保容器內的程式以指定的使用者身份執行，而不是預設的 root 使用者。

容器內的使用者身份

在容器內，可以使用 whoami 命令檢視當前使用者的身份。例如：

/ $ whoami
whoami: unknown uid 5000

這表明當前使用者的 ID 是 5000，但名稱未知。

修改容器內的使用者身份

可以透過 USER 指令在 Dockerfile 中修改容器內的使用者身份。例如：

FROM ubuntu
USER 5000

這樣，當我們構建並執行這個容器時，容器內的程式將以使用者 ID 5000 執行。

安全性考量

在容器化環境中，安全性是一個重要的考量。由於容器分享主機的核心，因此如果一個容器被攻擊，可能會影響到其他容器甚至主機。為了減少這種風險，應該盡可能地限制容器內的使用者許可權，避免使用 root 使用者執行程式。

關於容器安全的重要性

在使用容器技術時，安全性是一個非常重要的考量。由於容器分享主機的核心，因此如果一個容器被攻擊，可能會影響到整個主機的安全。這使得確保容器的安全和完整性成為了一個挑戰。

容器執行使用者的選擇

預設情況下，容器通常以 root 使用者身份執行。但是，這可能會導致安全風險，因為如果容器被攻擊，攻擊者可能會獲得 root 許可權。為了減少這種風險，可以選擇以非 root 使用者身份執行容器。

使用非特權容器

非特權容器（non-privileged container）是指不需要 root 許可權就可以執行的容器。這種容器可以透過使用 USER 指令在 Dockerfile 中指定使用者身份來實作。非特權容器可以提高安全性，因為即使容器被攻擊，攻擊者也無法獲得 root 許可權。

容器的檔案系統和掛載

當容器掛載主機的檔案系統時，需要注意檔案系統的許可權和存取控制。若容器以 root 身份執行，並掛載了主機的檔案系統，則可能導致主機檔案系統的安全性受到影響。

特權旗標 (--privileged)

特權旗標 (--privileged) 可以授予容器超級使用者的許可權，但這也增加了安全風險。使用這個旗標的容器可以執行一些需要超級使用者許可權的操作，但也可能導致主機的安全性受到影響。

深入容器安全隔離與突破

容器技術的興起，為應用程式佈署和管理帶來了革命性的變革。然而，容器安全始終是一個不容忽視的議題。本文將深入探討容器隔離的機制，並剖析如何強化容器安全以及潛在的突破風險。

強化容器隔離的利器：虛擬化技術

傳統容器與主機分享核心，隔離性相對較弱。為提升安全性，虛擬化技術應運而生。Kata Containers 和 Firecracker 就是其中的佼佼者。

Kata Containers 利用虛擬機器為每個容器提供獨立的執行環境，有效隔離容器與主機及其他容器。Firecracker 作為輕量級虛擬機器，極速的啟動時間使其成為容器化的理想選擇。

  graph LR
    A[主機] --> B(Kata Containers);
    B --> C[虛擬機器1];
    B --> D[虛擬機器2];
    C --> E[容器1];
    D --> F[容器2];

圖表翻譯：

此圖示展現了 Kata Containers 如何利用虛擬機器隔離容器。主機上執行的 Kata Containers 為每個容器建立一個獨立的虛擬機器，容器1 和容器2 分別執行在虛擬機器1 和虛擬機器2 中，彼此隔離，也與主機隔離。

Unikernels 則是另一種強化隔離的途徑。它將應用程式與最小化的作業系統核心封裝成單一映像，減少了攻擊面，提升了安全性。IBM 的 Nabla 專案就是 Unikernels 的一個典型應用。

容器逃逸的風險與防禦

儘管容器隔離技術不斷發展，但容器逃逸的風險依然存在。理解這些風險並採取相應的防禦措施至關重要。

容器預設以 root 使用者執行，這是一大安全隱患。攻擊者若成功逃逸容器，將獲得主機的 root 許可權。因此，應盡可能避免以 root 使用者執行容器。

FROM ubuntu
USER 1000

內容解密：

這段 Dockerfile 程式碼指定了容器以使用者 ID 1000 執行。如此，即使容器程式碼存在漏洞，攻擊者也難以獲得主機的 root 許可權，提升了容器的安全性。

  graph LR
    A[Dockerfile] --> B{USER 指令};
    B --> C[設定使用者ID];
    C --> D[構建映像];
    D --> E[執行容器];

圖表翻譯：

此圖示說明瞭 Dockerfile 中 USER 指令的作用流程。首先，Dockerfile 中的 USER 指令設定了容器的使用者 ID。接著，Docker 根據 Dockerfile 構建映像。最後，當容器執行時，就會使用設定的使用者 ID，而不是預設的 root 使用者。

設定使用者 ID 後，容器內部的程式將以非 root 使用者身分執行，降低了安全風險。

此外，應謹慎使用 --privileged 旗標。該旗標賦予容器 root 許可權，方便某些操作，但也增加了安全風險。

docker run --user 1000 ubuntu

內容解密：

此命令使用 --user 旗標指定容器以使用者 ID 1000 執行 Ubuntu 容器，避免了以 root 使用者執行容器所帶來的安全風險。

  graph LR
    A[docker run] --> B{--user 旗標};
    B --> C[指定使用者ID];
    C --> D[執行容器];

圖表翻譯：

此圖示說明瞭 docker run 命令中 --user 旗標的作用流程。--user 旗標指定了容器的使用者 ID。接著，Docker 根據指定的使用者 ID 執行容器，確保容器內部的程式以非 root 使用者身分執行。

前瞻與洞察

容器安全技術日新月異，gVisor 等新興技術的出現，為容器安全隔離提供了新的思路。gVisor 透過在使用者空間實作系統呼叫，有效隔離容器與主機核心，進一步提升了安全性。

展望未來，容器安全技術將持續發展，朝著更精細、更全面的方向演進。而開發者也需持續關注安全最佳實務，構建更安全的容器化應用。

綜合評估，容器安全隔離是一項持續演進的技術。選擇合適的隔離策略，並嚴格遵守安全最佳實務，才能有效降低容器安全風險，充分發揮容器技術的優勢。

玄貓

玄貓

技術愛好者，專注於分享程式開發、雲端技術與 AI 應用的心得體會。