Kubernetes 提供了 Secrets 物件來安全地儲存敏感資料，例如資料函式庫密碼、API 金鑰等。透過 Base64 編碼，敏感資料會以加密形式儲存於 etcd 中，並可透過環境變數或 Volume 掛載的方式提供給應用程式使用。Open Policy Agent (OPA) 則是一個策略引擎，允許定義和管理 Kubernetes 資源的合規性和安全性。透過 Rego 語言，可以編寫自定義策略，例如禁止容器以 root 使用者身份執行，並將這些策略佈署到 Kubernetes 叢集中，以確保所有資源都符合預定的安全標準。在多雲環境中，OPA 更能發揮其跨平台的優勢，確保所有叢集都遵循一致的安全策略。

使用 Kubernetes Secrets 管理敏感資料

Kubernetes Secrets 提供了一種安全的方式來管理敏感資料，如密碼和 API 金鑰。

定義 Secret

首先，定義一個 Secret 物件來儲存您的敏感資料。例如：

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: db-credentials
type: Opaque
data:
  username: <base64-encoded-username>
  password: <base64-encoded-password>

內容解密：

type: Opaque 表示這是一個不透明的 Secret。
data 部分包含了 base64 編碼的敏感資料。

使用 Secret

在您的 Kubernetes 清單中使用 Secret，例如，在 Deployment 中載入 Secret 作為環境變數：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: myapp
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: myapp:latest
        envFrom:
        - secretRef:
            name: db-credentials

內容解密：

envFrom 指定了要從哪個 Secret 載入環境變數。

使用 Open Policy Agent (OPA) 確保合規性

OPA 提供了一種靈活的方式來定義和管理策略，以確保您的 Kubernetes 環境符合特定的安全性和合規性要求。

安裝 OPA

首先，您需要在 Kubernetes 叢集中安裝 OPA。可以使用 Helm chart 或手動安裝。

$ helm repo add open-policy-agent https://open-policy-agent.github.io/charts
$ helm install opa open-policy-agent/opa

定義策略

接下來，使用 Rego 語言定義您想要執行的策略。例如，以下是一個要求所有容器以非 root 使用者執行的策略：

package kubernetes.admission

deny[msg] {
  input.request.kind.kind == "Pod"
  # 策略邏輯...
}

圖表翻譯：

此圖示呈現了 OPA 策略評估的流程。首先，輸入請求被評估，接著根據 Rego 策略進行檢查。如果請求不符合策略要求，則會被拒絕。

@startuml
skinparam backgroundColor #FEFEFE
skinparam componentStyle rectangle

title Kubernetes Secrets 與 OPA 安全策略管理

package "Kubernetes Cluster" {
    package "Control Plane" {
        component [API Server] as api
        component [Controller Manager] as cm
        component [Scheduler] as sched
        database [etcd] as etcd
    }

    package "Worker Nodes" {
        component [Kubelet] as kubelet
        component [Kube-proxy] as proxy
        package "Pods" {
            component [Container 1] as c1
            component [Container 2] as c2
        }
    }
}

api --> etcd : 儲存狀態
api --> cm : 控制迴圈
api --> sched : 調度決策
api --> kubelet : 指令下達
kubelet --> c1
kubelet --> c2
proxy --> c1 : 網路代理
proxy --> c2

note right of api
  核心 API 入口
  所有操作經由此處
end note

@enduml

使用 Open Policy Agent (OPA) 強化 Kubernetes 安全與合規管理

在多雲環境下的 Kubernetes 叢集管理中，安全與合規性是不可忽視的重要課題。Open Policy Agent (OPA) 提供了一套完善的策略引擎，能夠有效定義和管理 Kubernetes 資源的合規性與安全性。本章節將探討 OPA 的核心功能及其在 Kubernetes 安全中的實際應用。

定義與佈署策略

首先，我們需要定義特定的安全策略。例如，禁止容器以 root 使用者身份執行是一個常見的安全要求。以下是一個使用 Rego 語言定義的策略範例：

package kubernetes.admission

deny[msg] {
    input.request.kind.kind == "Pod"
    container := input.request.object.spec.containers[_]
    container.securityContext.runAsUser == 0
    
    msg := sprintf("container %v in pod %v running as root", [container.name, input.request.object.metadata.name])
}

內容解密：

package kubernetes.admission：定義了策略所屬的套件，這裡使用的是 Kubernetes 的准入控制。
deny[msg]：定義了一個拒絕規則，當條件滿足時，將觸發拒絕並傳回訊息 msg。
input.request.kind.kind == "Pod"：檢查請求的資源型別是否為 Pod。
container.securityContext.runAsUser == 0：檢查容器是否以 root 使用者（UID 0）執行。
msg := sprintf(...)：構建錯誤訊息，指出哪個容器在哪些 Pod 中以 root 身份執行。

接著，我們需要將定義好的策略佈署到 Kubernetes 叢集中。以下是佈署 OPA 策略的範例 YAML 組態檔：

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: opa-policy
data:
  kubernetes.admission.rego: |
    package kubernetes.admission
    deny[msg] {
        input.request.kind.kind == "Pod"
        container := input.request.object.spec.containers[_]
        container.securityContext.runAsUser == 0
        
        msg := sprintf("container %v in pod %v running as root", [container.name, input.request.object.metadata.name])
    }
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: opa
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: opa
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: opa
    spec:
      containers:
      - name: opa
        image: openpolicyagent/opa:latest
        args:
        - "run"
        - "--server"
        - "--config-file=/app/config.yaml"
        - "--addr=:8181"
        ports:
        - containerPort: 8181
        volumeMounts:
        - name: config
          mountPath: /app/config.yaml
          subPath: config.yaml
      volumes:
      - name: config
        configMap:
          name: opa-policy

內容解密：

ConfigMap 名為 opa-policy：包含了 OPA 的策略定義，這裡將 Rego 策略檔案對映到 kubernetes.admission.rego。
Deployment 名為 opa：佈署了一個 OPA 伺服器，並掛載了包含策略的 ConfigMap。

驗證策略

佈署完成後，我們需要驗證策略是否生效。透過嘗試建立或更新 Kubernetes 物件，可以檢查 OPA 是否正確地拒絕了不符合策略的請求。例如，建立一個包含以 root 身份執行的容器的 Pod 時，OPA 應該會拒絕該請求並傳回錯誤訊息。

$ kubectl apply -f my-pod.yaml

多雲 Kubernetes 環境中的安全挑戰與解決方案

在多雲環境下管理 Kubernetes 叢集時，安全挑戰主要來自於跨多雲和多叢集的管理複雜性，這增加了攻擊面。為瞭解決這些挑戰，我們需要採用多層次的安全措施，包括網路層和應用層的安全防護。

RBAC 的應用

Kubernetes 的 Role-Based Access Control (RBAC) 功能允許我們為使用者和服務定義角色和許可權，從而控制對 Kubernetes 資源的存取，減少未授權存取的風險。

網路策略

網路策略允許我們定義進出網路流量的規則，有效控制對 Kubernetes 資源的存取，降低根據網路的攻擊風險。

Kubernetes Secrets 管理

Kubernetes Secrets 用於管理敏感資料，如密碼和 API 金鑰。將敏感資料儲存在 Secrets 中，可以確保它們被安全儲存且僅能被授權的使用者和服務存取。

Open Policy Agent (OPA) 的角色

OPA 提供了一個策略引擎，能夠定義和管理 Kubernetes 資源的合規性和安全性。透過在 OPA 中定義策略，可以確保 Kubernetes 資源符合安全和合規標準，降低安全漏洞的風險。

結語：多雲環境 Kubernetes 實務經驗的收穫

在完成了「實戰多雲環境 Kubernetes」的學習旅程後，您對於自己所獲得的知識和技能感到無比自豪。這些知識不僅在個人層面，也在專業領域中，為未來的工作奠定了堅實的基礎。透過深入瞭解 Kubernetes 以及多雲基礎架構，您現在能夠自信地應對任何挑戰。

在結束這本文的學習時，您對未來充滿了期待。多雲環境 Kubernetes 的世界正在不斷地演進，您期待繼續在這條學習之路上前進。藉由這本文所獲得的知識和技能，您深信自己已準備好迎接未來可能出現的任何挑戰。

與持續學習

隨著多雲環境與 Kubernetes 技術的不斷發展，持續學習與實踐變得尤為重要。未來的基礎架構將更加複雜，同時也需要更強大的管理和安全措施。透過本文的學習，您不僅獲得了技術上的提升，也培養了應對複雜挑戰的能力。

在未來的旅程中，您將能夠：

更有效地管理多雲環境下的資源分配與最佳化
提升 Kubernetes 叢集的安全性和穩定性
持續關注最新的技術趨勢，並將其應用於實際工作中

技術深化與實踐應用

為了進一步深化所學的知識，建議您持續進行以下實踐：

實際操作練習：透過實際操作來鞏固 Kubernetes 的相關知識，並嘗試在不同的多雲環境中佈署和管理應用。
社群參與：加入相關的技術社群，與其他專業人士交流經驗，分享學習心得，以獲得更多的見解和啟發。
持續學習：關注最新的技術發展和趨勢，參加相關的研討會和培訓課程，保持技術的領先地位。

玄貓 BlackCat

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。