使用 Secret 安全地分发凭据

本文展示如何安全地将敏感数据(如密码和加密密钥)注入到 Pod 中。

准备开始

你必须拥有一个 Kubernetes 的集群,同时你必须配置 kubectl 命令行工具与你的集群通信。 建议在至少有两个不作为控制平面主机的节点的集群上运行本教程。 如果你还没有集群,你可以通过 Minikube 构建一个你自己的集群,或者你可以使用下面的 Kubernetes 练习环境之一:

将 Secret 数据转换为 base-64 形式

假设用户想要有两条 Secret 数据:用户名 my-app 和密码 39528$vdg7Jb。 首先使用 Base64 编码将用户名和密码转化为 base-64 形式。 下面是一个使用常用的 base64 程序的示例:

echo -n 'my-app' | base64
echo -n '39528$vdg7Jb' | base64

结果显示 base-64 形式的用户名为 bXktYXBw, base-64 形式的密码为 Mzk1MjgkdmRnN0pi

创建 Secret

这里是一个配置文件,可以用来创建存有用户名和密码的 Secret:

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: test-secret
data:
  username: bXktYXBw
  password: Mzk1MjgkdmRnN0pi
  1. 创建 Secret:

    kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/inject/secret.yaml
    
  1. 查看 Secret 相关信息:

    kubectl get secret test-secret
    

    输出:

    NAME          TYPE      DATA      AGE
    test-secret   Opaque    2         1m
    
  1. 查看 Secret 相关的更多详细信息:

    kubectl describe secret test-secret
    

    输出:

    Name:       test-secret
    Namespace:  default
    Labels:     <none>
    Annotations:    <none>
    
    Type:   Opaque
    
    Data
    ====
    password:   13 bytes
    username:   7 bytes
    

直接用 kubectl 创建 Secret

如果你希望略过 Base64 编码的步骤,你也可以使用 kubectl create secret 命令直接创建 Secret。例如:

kubectl create secret generic test-secret --from-literal='username=my-app' --from-literal='password=39528$vdg7Jb'

这是一种更为方便的方法。 前面展示的详细分解步骤有助于了解究竟发生了什么事情。

创建一个可以通过卷访问 Secret 数据的 Pod

这里是一个可以用来创建 Pod 的配置文件:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: secret-test-pod
spec:
  containers:
    - name: test-container
      image: nginx
      volumeMounts:
        # name 必须与下面的卷名匹配
        - name: secret-volume
          mountPath: /etc/secret-volume
          readOnly: true
  # Secret 数据通过一个卷暴露给该 Pod 中的容器
  volumes:
    - name: secret-volume
      secret:
        secretName: test-secret
  1. 创建 Pod:

    kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/inject/secret-pod.yaml
    
  2. 确认 Pod 正在运行:

    kubectl get pod secret-test-pod
    

    输出:

    NAME              READY     STATUS    RESTARTS   AGE
    secret-test-pod   1/1       Running   0          42m
    
  3. 获取一个 Shell 进入 Pod 中运行的容器:

    kubectl exec -i -t secret-test-pod -- /bin/bash
    
  4. Secret 数据通过挂载在 /etc/secret-volume 目录下的卷暴露在容器中。

    在 Shell 中,列举 /etc/secret-volume 目录下的文件:

    # 在容器中 Shell 运行下面命令
    ls /etc/secret-volume
    

    输出包含两个文件,每个对应一个 Secret 数据条目:

    password username
    
  5. 在 Shell 中,显示 usernamepassword 文件的内容:

    # 在容器中 Shell 运行下面命令
    echo "$( cat /etc/secret-volume/username )"
    echo "$( cat /etc/secret-volume/password )"
    

    输出为用户名和密码:

    my-app
    39528$vdg7Jb
    

修改你的镜像或命令行,使程序在 mountPath 目录下查找文件。 Secret data 映射中的每个键都成为该目录中的文件名。

映射 Secret 键到特定文件路径

你还可以控制卷内 Secret 键的映射路径。 使用 .spec.volumes[].secret.items 字段来改变每个键的目标路径。

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

当你部署此 Pod 时,会发生以下情况:

  • 来自 mysecret 的键 username 可以在路径 /etc/foo/my-group/my-username 下供容器使用,而不是路径 /etc/foo/username
  • 来自该 Secret 的键 password 没有映射到任何路径。

如果你使用 .spec.volumes[].secret.items 明确地列出键,请考虑以下事项:

  • 只有在 items 字段中指定的键才会被映射。
  • 要使用 Secret 中全部的键,那么全部的键都必须列在 items 字段中。
  • 所有列出的键必须存在于相应的 Secret 中。否则,该卷不被创建。

为 Secret 键设置 POSIX 权限

你可以为单个 Secret 键设置 POSIX 文件访问权限位。 如果不指定任何权限,默认情况下使用 0644。 你也可以为整个 Secret 卷设置默认的 POSIX 文件模式,需要时你可以重写单个键的权限。

例如,可以像这样指定默认模式:

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: 0400

Secret 被挂载在 /etc/foo 目录下;所有由 Secret 卷挂载创建的文件的访问许可都是 0400

使用 Secret 数据定义容器变量

在你的容器中,你可以以环境变量的方式使用 Secret 中的数据。

如果容器已经使用了在环境变量中的 Secret,除非容器重新启动,否则容器将无法感知到 Secret 的更新。 有第三方解决方案可以在 Secret 改变时触发容器重启。

使用来自 Secret 中的数据定义容器变量

  • 定义环境变量为 Secret 中的键值偶对:

    kubectl create secret generic backend-user --from-literal=backend-username='backend-admin'
    
  • 在 Pod 规约中,将 Secret 中定义的值 backend-username 赋给 SECRET_USERNAME 环境变量。

    apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: env-single-secret
    spec:
      containers:
      - name: envars-test-container
        image: nginx
        env:
        - name: SECRET_USERNAME
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: backend-user
              key: backend-username
    
  • 创建 Pod:

    kubectl create -f https://k8s.io/examples/pods/inject/pod-single-secret-env-variable.yaml
    
  • 在 Shell 中,显示容器环境变量 SECRET_USERNAME 的内容:

    kubectl exec -i -t env-single-secret -- /bin/sh -c 'echo $SECRET_USERNAME'
    

    输出类似于:

    backend-admin
    

使用来自多个 Secret 的数据定义环境变量

  • 和前面的例子一样,先创建 Secret:

    kubectl create secret generic backend-user --from-literal=backend-username='backend-admin'
    kubectl create secret generic db-user --from-literal=db-username='db-admin'
    
  • 在 Pod 规约中定义环境变量:

    apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: envvars-multiple-secrets
    spec:
      containers:
      - name: envars-test-container
        image: nginx
        env:
        - name: BACKEND_USERNAME
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: backend-user
              key: backend-username
        - name: DB_USERNAME
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: db-user
              key: db-username
    
  • 创建 Pod:

    kubectl create -f https://k8s.io/examples/pods/inject/pod-multiple-secret-env-variable.yaml
    
  • 在你的 Shell 中,显示容器环境变量的内容:

    kubectl exec -i -t envvars-multiple-secrets -- /bin/sh -c 'env | grep _USERNAME'
    

    输出类似于:

    DB_USERNAME=db-admin
    BACKEND_USERNAME=backend-admin
    

将 Secret 中的所有键值偶对定义为环境变量

  • 创建包含多个键值偶对的 Secret:

    kubectl create secret generic test-secret --from-literal=username='my-app' --from-literal=password='39528$vdg7Jb'
    
  • 使用 envFrom 来将 Secret 中的所有数据定义为环境变量。 Secret 中的键名成为容器中的环境变量名:

    apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: envfrom-secret
    spec:
      containers:
      - name: envars-test-container
        image: nginx
        envFrom:
        - secretRef:
            name: test-secret
    
  • 创建 Pod:

    kubectl create -f https://k8s.io/examples/pods/inject/pod-secret-envFrom.yaml
    
  • 在 Shell 中,显示环境变量 usernamepassword 的内容:

    kubectl exec -i -t envfrom-secret -- /bin/sh -c 'echo "username: $username\npassword: $password\n"'
    

    输出类似于:

    username: my-app
    password: 39528$vdg7Jb
    

示例:使用 Secret 为 Pod 提供生产环境或测试环境的凭据

此示例展示的是一个使用了包含生产环境凭据的 Secret 的 Pod 和一个使用了包含测试环境凭据的 Secret 的 Pod。

  1. 创建用于生产环境凭据的 Secret:

    kubectl create secret generic prod-db-secret --from-literal=username=produser --from-literal=password=Y4nys7f11
    

    输出类似于:

    secret "prod-db-secret" created
    
  1. 为测试环境凭据创建 Secret。

    kubectl create secret generic test-db-secret --from-literal=username=testuser --from-literal=password=iluvtests
    

    输出类似于:

    secret "test-db-secret" created
    
  1. 创建 Pod 清单:

    cat <<EOF > pod.yaml
    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"
    EOF
    
  1. 通过运行以下命令将所有这些对象应用到 API 服务器:

    kubectl create -f pod.yaml
    

两个容器的文件系统中都将存在以下文件,其中包含每个容器环境的值:

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

你可以通过使用两个服务账号进一步简化基础 Pod 规约:

  1. 带有 prod-db-secretprod-user
  2. 带有 test-db-secrettest-user

Pod 规约精简为:

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

参考

接下来

最后修改 January 10, 2024 at 10:31 AM PST: [zh-cn] fix outdated link/anchor (a4dd61c522)