Secret 对象类型用来保存敏感信息,例如密码、OAuth 令牌和 ssh key。将这些信息放在 secret 中比放在 pod 的定义或者 docker 镜像中来说更加安全和灵活。参阅 Secret 设计文档 获取更多详细信息。

Secret 概览

Secret 是一种包含少量敏感信息例如密码、token 或 key 的对象。这样的信息可能会被放在 Pod spec 中或者镜像中;将其放在一个 secret 对象中可以更好地控制它的用途,并降低意外暴露的风险。

用户可以创建 secret,同时系统也创建了一些 secret。

要使用 secret,pod 需要引用 secret。Pod 可以用两种方式使用 secret:作为 volume 中的文件被挂载到 pod 中的一个或者多个容器里,或者当 kubelet 为 pod 拉取镜像时使用。

内置 secret

Service Account 使用 API 凭证自动创建和附加 secret

Kubernetes 自动创建包含访问 API 凭据的 secret,并自动修改您的 pod 以使用此类型的 secret。

如果需要,可以禁用或覆盖自动创建和使用API凭据。但是,如果您需要的只是安全地访问 apiserver,我们推荐这样的工作流程。

参阅 Service Account 文档获取关于 Service Account 如何工作的更多信息。

创建您自己的 Secret

使用 kubectl 创建 Secret

假设有些 pod 需要访问数据库。这些 pod 需要使用的用户名和密码在您本地机器的 ./username.txt./password.txt 文件里。

# Create files needed for rest of example.
$ echo -n "admin" > ./username.txt
$ echo -n "1f2d1e2e67df" > ./password.txt

kubectl create secret 命令将这些文件打包到一个 Secret 中并在 API server 中创建了一个对象。

$ kubectl create secret generic db-user-pass --from-file=./username.txt --from-file=./password.txt
secret "db-user-pass" created

您可以这样检查刚创建的 secret:

$ kubectl get secrets
NAME                  TYPE                                  DATA      AGE
db-user-pass          Opaque                                2         51s

$ kubectl describe secrets/db-user-pass
Name:            db-user-pass
Namespace:       default
Labels:          <none>
Annotations:     <none>

Type:            Opaque

Data
====
password.txt:    12 bytes
username.txt:    5 bytes

请注意,默认情况下,getdescribe 命令都不会显示文件的内容。这是为了防止将 secret 中的内容被意外暴露给从终端日志记录中刻意寻找它们的人。

请参阅 解码 secret 了解如何查看它们的内容。

手动创建 Secret

您也可以先以 json 或 yaml 格式在文件中创建一个 secret 对象,然后创建该对象。

每一项必须是 base64 编码:

$ echo -n "admin" | base64
YWRtaW4=
$ echo -n "1f2d1e2e67df" | base64
MWYyZDFlMmU2N2Rm

现在可以像这样写一个 secret 对象:

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: mysecret
type: Opaque
data:
  username: YWRtaW4=
  password: MWYyZDFlMmU2N2Rm

数据字段是一个映射。它的键必须匹配 DNS_SUBDOMAIN,前导点也是可以的。这些值可以是任意数据,使用 base64 进行编码。

使用 kubectl create 创建 secret:

$ kubectl create -f ./secret.yaml
secret "mysecret" created

编码注意: secret 数据的序列化 JSON 和 YAML 值使用 base64 编码成字符串。换行符在这些字符串中无效,必须省略。当在 Darwin/OS X 上使用 base64 实用程序时,用户应避免使用 -b 选项来拆分长行。另外,对于 Linux 用户如果 -w 选项不可用的话,应该添加选项 -w 0base64 命令或管道 base64 | tr -d '\n'

解码 Secret

可以使用 kubectl get secret 命令获取 secret。例如,获取在上一节中创建的 secret:

$ kubectl get secret mysecret -o yaml
apiVersion: v1
data:
  username: YWRtaW4=
  password: MWYyZDFlMmU2N2Rm
kind: Secret
metadata:
  creationTimestamp: 2016-01-22T18:41:56Z
  name: mysecret
  namespace: default
  resourceVersion: "164619"
  selfLink: /api/v1/namespaces/default/secrets/mysecret
  uid: cfee02d6-c137-11e5-8d73-42010af00002
type: Opaque

解码密码字段:

$ echo "MWYyZDFlMmU2N2Rm" | base64 --decode
1f2d1e2e67df

使用 Secret

Secret 可以作为数据卷被挂载,或作为环境变量暴露出来以供 pod 中的容器使用。它们也可以被系统的其他部分使用,而不直接暴露在 pod 内。例如,它们可以保存凭据,系统的其他部分应该用它来代表您与外部系统进行交互。

在 Pod 中使用 Secret 文件

在 Pod 中的 volume 里使用 Secret:

  1. 创建一个 secret 或者使用已有的 secret。多个 pod 可以引用同一个 secret。
  2. 修改您的 pod 的定义在 spec.volumes[] 下增加一个 volume。可以给这个 volume 随意命名,它的 spec.volumes[].secret.secretName 必须等于 secret 对象的名字。
  3. spec.containers[].volumeMounts[] 加到需要用到该 secret 的容器中。指定 spec.containers[].volumeMounts[].readOnly = truespec.containers[].volumeMounts[].mountPath 为您想要该 secret 出现的尚未使用的目录。
  4. 修改您的镜像并且/或者命令行让程序从该目录下寻找文件。Secret 的 data 映射中的每一个键都成为了 mountPath 下的一个文件名。

这是一个在 pod 中使用 volume 挂在 secret 的例子:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
spec:
  containers:
  - name: mypod
    image: redis
    volumeMounts:
    - name: foo
      mountPath: "/etc/foo"
      readOnly: true
  volumes:
  - name: foo
    secret:
      secretName: mysecret

您想要用的每个 secret 都需要在 spec.volumes 中指明。

如果 pod 中有多个容器,每个容器都需要自己的 volumeMounts 配置块,但是每个 secret 只需要一个 spec.volumes

您可以打包多个文件到一个 secret 中,或者使用的多个 secret,怎样方便就怎样来。

向特性路径映射 secret 密钥

我们还可以控制 Secret key 映射在 volume 中的路径。您可以使用 spec.volumes[].secret.items 字段修改每个 key 的目标路径:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
spec:
  containers:
  - name: mypod
    image: redis
    volumeMounts:
    - name: foo
      mountPath: "/etc/foo"
      readOnly: true
  volumes:
  - name: foo
    secret:
      secretName: mysecret
      items:
      - key: username
        path: my-group/my-username

将会发生什么呢:

如果使用了 spec.volumes[].secret.items,只有在 items 中指定的 key 被映射。要使用 secret 中所有的 key,所有这些都必须列在 items 字段中。所有列出的密钥必须存在于相应的 secret 中。否则,不会创建卷。

Secret 文件权限

您还可以指定 secret 将拥有的权限模式位文件。如果不指定,默认使用 0644。您可以为整个保密卷指定默认模式,如果需要,可以覆盖每个密钥。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
spec:
  containers:
  - name: mypod
    image: redis
    volumeMounts:
    - name: foo
      mountPath: "/etc/foo"
  volumes:
  - name: foo
    secret:
      secretName: mysecret
      defaultMode: 256

然后,secret 将被挂载到 /etc/foo 目录,所有通过该 secret volume 挂载创建的文件的权限都是 0400

请注意,JSON 规范不支持八进制符号,因此使用 256 值作为 0400 权限。如果您使用 yaml 而不是 json 作为 pod,则可以使用八进制符号以更自然的方式指定权限。

您还可以使用映射,如上一个示例,并为不同的文件指定不同的权限,如下所示:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
spec:
  containers:
  - name: mypod
    image: redis
    volumeMounts:
    - name: foo
      mountPath: "/etc/foo"
  volumes:
  - name: foo
    secret:
      secretName: mysecret
      items:
      - key: username
        path: my-group/my-username
        mode: 511

在这种情况下,导致 /etc/foo/my-group/my-username 的文件的权限值为 0777。由于 JSON 限制,必须以十进制格式指定模式。

请注意,如果稍后阅读此权限值可能会以十进制格式显示。

从 Volume 中消费 secret 值

在挂载的 secret volume 的容器内,secret key 将作为文件,并且 secret 的值使用 base-64 解码并存储在这些文件中。这是在上面的示例容器内执行的命令的结果:

$ ls /etc/foo/
username
password
$ cat /etc/foo/username
admin
$ cat /etc/foo/password
1f2d1e2e67df

容器中的程序负责从文件中读取 secret。

挂载的 secret 被自动更新

当已经在 volume 中被消费的 secret 被更新时,被映射的 key 也将被更新。

Kubelet 在周期性同步时检查被挂载的 secret 是不是最新的。但是,它正在使用其基于本地 ttl 的缓存来获取当前的 secret 值。结果是,当 secret 被更新的时刻到将新的 secret 映射到 pod 的时刻的总延迟可以与 kubelet 中的secret 缓存的 kubelet sync period + ttl 一样长。

Secret 作为环境变量

将 secret 作为 pod 中的环境变量使用:

  1. 创建一个 secret 或者使用一个已存在的 secret。多个 pod 可以引用同一个 secret。
  2. 修改 Pod 定义,为每个要使用 secret 的容器添加对应 secret key 的环境变量。消费secret key 的环境变量应填充 secret 的名称,并键入 env[x].valueFrom.secretKeyRef
  3. 修改镜像并/或者命令行,以便程序在指定的环境变量中查找值。
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: secret-env-pod
spec:
  containers:
  - name: mycontainer
    image: redis
    env:
      - name: SECRET_USERNAME
        valueFrom:
          secretKeyRef:
            name: mysecret
            key: username
      - name: SECRET_PASSWORD
        valueFrom:
          secretKeyRef:
            name: mysecret
            key: password
  restartPolicy: Never

消费环境变量里的 Secret 值

在一个消耗环境变量 secret 的容器中,secret key 作为包含 secret 数据的 base-64 解码值的常规环境变量。这是从上面的示例在容器内执行的命令的结果:

$ echo $SECRET_USERNAME
admin
$ echo $SECRET_PASSWORD
1f2d1e2e67df

使用 imagePullSecret

imagePullSecret 是将包含 Docker(或其他)镜像注册表密码的 secret 传递给 Kubelet 的一种方式,因此可以代表您的 pod 拉取私有镜像。

手动指定 imagePullSecret

imagePullSecret 的使用在 镜像文档 中说明。

安排 imagePullSecrets 自动附加

您可以手动创建 imagePullSecret,并从 serviceAccount 引用它。使用该 serviceAccount 创建的任何 pod 和默认使用该 serviceAccount 的 pod 将会将其的 imagePullSecret 字段设置为服务帐户的 imagePullSecret 字段。有关该过程的详细说明,请参阅 将 ImagePullSecrets 添加到服务帐户

自动挂载手动创建的 Secret

手动创建的 secret(例如包含用于访问 github 帐户的令牌)可以根据其服务帐户自动附加到 pod。请参阅 使用 PodPreset 向 Pod 中注入信息 以获取该进程的详细说明。

详细

限制

验证 secret volume 来源确保指定的对象引用实际上指向一个类型为 Secret 的对象。因此,需要在依赖于它的任何 pod 之前创建一个 secret。

Secret API 对象驻留在命名空间中。它们只能由同一命名空间中的 pod 引用。

每个 secret 的大小限制为1MB。这是为了防止创建非常大的 secret 会耗尽 apiserver 和 kubelet 的内存。然而,创建许多较小的 secret 也可能耗尽内存。更全面得限制 secret 对内存使用的功能还在计划中。

Kubelet 仅支持从 API server 获取的 Pod 使用 secret。这包括使用 kubectl 创建的任何 pod,或间接通过 replication controller 创建的 pod。它不包括通过 kubelet --manifest-url 标志,其 --config 标志或其 REST API 创建的pod(这些不是创建 pod 的常用方法)。

必须先创建 secret,除非将它们标记为可选项,否则必须在将其作为环境变量在 pod 中使用之前创建 secret。对不存在的 secret 的引用将阻止其启动。

使用 secretKeyRef ,引用指定的 secret 中的不存在的 key ,这会阻止 pod 的启动。

对于通过 envFrom 填充环境变量的 secret,这些环境变量具有被认为是无效环境变量名称的 key 将跳过这些键。该 pod 将被允许启动。将会有一个事件,其原因是 InvalidVariableNames,该消息将包含被跳过的无效键的列表。该示例显示一个 pod,它指的是包含2个无效键,1badkey 和 2alsobad 的默认/mysecret ConfigMap。

$ kubectl get events
LASTSEEN   FIRSTSEEN   COUNT     NAME            KIND      SUBOBJECT                         TYPE      REASON
0s         0s          1         dapi-test-pod   Pod                                         Warning   InvalidEnvironmentVariableNames   kubelet, 127.0.0.1      Keys [1badkey, 2alsobad] from the EnvFrom secret default/mysecret were skipped since they are considered invalid environment variable names.

Secret 与 Pod 生命周期的联系

通过 API 创建 Pod 时,不会检查应用的 secret 是否存在。一旦 Pod 被调度,kubelet 就会尝试获取该 secret 的值。如果获取不到该 secret,或者暂时无法与 API server 建立连接,kubelet 将会定期重试。Kubelet 将会报告关于 pod 的事件,并解释它无法启动的原因。一旦获取到 secret,kubelet将创建并装载一个包含它的卷。在所有 pod 的卷被挂载之前,都不会启动 pod 的容器。

使用案例

使用案例:包含 ssh 密钥的 pod

创建一个包含 ssh key 的 secret:

$ kubectl create secret generic ssh-key-secret --from-file=ssh-privatekey=/path/to/.ssh/id_rsa --from-file=ssh-publickey=/path/to/.ssh/id_rsa.pub

安全性注意事项:发送自己的 ssh 密钥之前要仔细思考:集群的其他用户可能有权访问该密钥。使用您想要共享 Kubernetes 群集的所有用户可以访问的服务帐户,如果它们遭到入侵,可以撤销。

现在我们可以创建一个使用 ssh 密钥引用 secret 的pod,并在一个卷中使用它:

kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
  name: secret-test-pod
  labels:
    name: secret-test
spec:
  volumes:
  - name: secret-volume
    secret:
      secretName: ssh-key-secret
  containers:
  - name: ssh-test-container
    image: mySshImage
    volumeMounts:
    - name: secret-volume
      readOnly: true
      mountPath: "/etc/secret-volume"

当容器中的命令运行时,密钥的片段将可在以下目录:

/etc/secret-volume/ssh-publickey
/etc/secret-volume/ssh-privatekey

然后容器可以自由使用密钥数据建立一个 ssh 连接。

使用案例:包含 prod/test 凭据的 pod

下面的例子说明一个 pod 消费一个包含 prod 凭据的 secret,另一个 pod 使用测试环境凭据消费 secret。

创建 secret:

$ kubectl create secret generic prod-db-secret --from-literal=username=produser --from-literal=password=Y4nys7f11
secret "prod-db-secret" created
$ kubectl create secret generic test-db-secret --from-literal=username=testuser --from-literal=password=iluvtests
secret "test-db-secret" created

创建 pod :

apiVersion: v1
kind: List
items:
- kind: Pod
  apiVersion: v1
  metadata:
    name: prod-db-client-pod
    labels:
      name: prod-db-client
  spec:
    volumes:
    - name: secret-volume
      secret:
        secretName: prod-db-secret
    containers:
    - name: db-client-container
      image: myClientImage
      volumeMounts:
      - name: secret-volume
        readOnly: true
        mountPath: "/etc/secret-volume"
- kind: Pod
  apiVersion: v1
  metadata:
    name: test-db-client-pod
    labels:
      name: test-db-client
  spec:
    volumes:
    - name: secret-volume
      secret:
        secretName: test-db-secret
    containers:
    - name: db-client-container
      image: myClientImage
      volumeMounts:
      - name: secret-volume
        readOnly: true
        mountPath: "/etc/secret-volume"

这两个容器将在其文件系统上显示以下文件,其中包含每个容器环境的值:

/etc/secret-volume/username
/etc/secret-volume/password

请注意,两个 pod 的 spec 配置中仅有一个字段有所不同;这有助于使用普通的 pod 配置模板创建具有不同功能的 pod。您可以使用两个 service account 进一步简化基本 pod spec:一个名为 prod-user 拥有 prod-db-secret ,另一个称为 test-user 拥有 test-db-secret 。然后,pod spec 可以缩短为,例如:

kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
  name: prod-db-client-pod
  labels:
    name: prod-db-client
spec:
  serviceAccount: prod-db-client
  containers:
  - name: db-client-container
    image: myClientImage

使用案例:Secret 卷中以点号开头的文件

为了将数据“隐藏”起来(即文件名以点号开头的文件),简单地说让该键以一个点开始。例如,当如下 secret 被挂载到卷中:

kind: Secret
apiVersion: v1
metadata:
  name: dotfile-secret
data:
  .secret-file: dmFsdWUtMg0KDQo=
---
kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
  name: secret-dotfiles-pod
spec:
  volumes:
  - name: secret-volume
    secret:
      secretName: dotfile-secret
  containers:
  - name: dotfile-test-container
    image: gcr.io/google_containers/busybox
    command:
    - ls
    - "-l"
    - "/etc/secret-volume"
    volumeMounts:
    - name: secret-volume
      readOnly: true
      mountPath: "/etc/secret-volume"

Secret-volume 将包含一个单独的文件,叫做 .secret-filedotfile-test-container/etc/secret-volume/.secret-file 路径下将有该文件。

注意

以点号开头的文件在 ls -l 的输出中被隐藏起来了;列出目录内容时,必须使用 ls -la 才能查看它们。

使用案例:Secret 仅对 pod 中的一个容器可见

考虑以下一个需要处理 HTTP 请求的程序,执行一些复杂的业务逻辑,然后使用 HMAC 签署一些消息。因为它具有复杂的应用程序逻辑,所以在服务器中可能会出现一个未被注意的远程文件读取漏洞,这可能会将私钥暴露给攻击者。

这可以在两个容器中分为两个进程:前端容器,用于处理用户交互和业务逻辑,但无法看到私钥;以及可以看到私钥的签名者容器,并且响应来自前端的简单签名请求(例如通过本地主机网络)。

使用这种分割方法,攻击者现在必须欺骗应用程序服务器才能进行任意的操作,这可能比使其读取文件更难。

最佳实践

客户端使用 Secret API

当部署与 secret API 交互的应用程序时,应使用诸如 RBAC 之类的 授权策略 来限制访问。

Secret 中的值对于不同的环境来说重要性可能不同,例如对于 Kubernetes 集群内部(例如 service account 令牌)和集群外部来说就不一样。即使一个应用程序可以理解其期望的与之交互的 secret 有多大的能力,但是同一命名空间中的其他应用程序却可能不这样认为。

由于这些原因,在命名空间中 watchlist secret 的请求是非常强大的功能,应该避免这样的行为,因为列出 secret 可以让客户端检查所有 secret 是否在该命名空间中。在群集中watchlist 所有 secret 的能力应该只保留给最有特权的系统级组件。

需要访问 secrets API 的应用程序应该根据他们需要的 secret 执行 get 请求。这允许管理员限制对所有 secret 的访问,同时设置 白名单访问 应用程序需要的各个实例。

为了提高循环获取的性能,客户端可以设计引用 secret 的资源,然后 watch 资源,在引用更改时重新请求 secret。此外,还提出了一种 ”批量监控“ API 来让客户端 watch 每个资源,该功能可能会在将来的 Kubernetes 版本中提供。

安全属性

保护

因为 secret 对象可以独立于使用它们的 pod 而创建,所以在创建、查看和编辑 pod 的流程中 secret 被暴露的风险较小。系统还可以对 secret 对象采取额外的预防措施,例如避免将其写入到磁盘中可能的位置。

只有当节点上的 pod 需要用到该 secret 时,该 secret 才会被发送到该节点上。它不会被写入磁盘,而是存储在 tmpfs 中。一旦依赖于它的 pod 被删除,它就被删除。

在大多数 Kubernetes 项目维护的发行版中,用户与 API server 之间的通信以及从 API server 到 kubelet 的通信都受到 SSL/TLS 的保护。通过这些通道传输时,secret 受到保护。

节点上的 secret 数据存储在 tmpfs 卷中,因此不会传到节点上的其他磁盘。

同一节点上的很多个 pod 可能拥有多个 secret。但是,只有 pod 请求的 secret 在其容器中才是可见的。因此,一个 pod 不能访问另一个 Pod 的 secret。

Pod 中有多个容器。但是,pod 中的每个容器必须请求其挂载卷中的 secret 卷才能在容器内可见。这可以用于 在 Pod 级别构建安全分区

风险