Kubernetes認證強化：圖像拉取與DRA管理員存取

引言

Kubernetes作為雲原生計算的核心基礎設施，其安全性一直是社區關注的重點。近年來，Kubernetes持續透過功能更新與架構優化，強化認證與授權機制，以應對多租戶環境下的安全挑戰。本文聚焦於Image Pulling、DRA Admin Access等關鍵技術，探討其在Kubernetes 1.23版本中的實現與未來發展方向，並分析其對集群安全性的影響。

主要內容

技術定義與核心概念

Image Pulling 是Kubernetes中Pod啟動時拉取容器鏡像的過程，涉及認證憑證的配置與驗證。傳統做法依賴長期有效的憑證，可能導致憑證洩露風險。而Service Account Image Pull Credential功能透過動態生成短暫令牌，降低長期憑證的依賴。

DRA Admin Access（Dynamic Resource Allocation Admin Access）則是Kubernetes 1.23新增的Alpha功能，用於限制高權限用戶對特定資源的存取。透過標籤 resource-category-admin-access: true，管理員可創建資源聲明（Resource Claim）與模板，並限制非管理員用戶的操作範圍。

重要特性與功能

1. 服務帳戶令牌驗證改進

功能狀態：1.23版本GA
核心功能：建立完整的識別驗證鏈，支援節點名稱與JTI追蹤，防止重播攻擊。
實現方式：透過服務帳戶令牌附加節點資訊，降低Pod與節點關聯的驗證複雜度。

2. Cluster Trust Bundles

功能狀態：1.23版本GA
核心功能：簡化信任簽名者的安裝與維護，透過API物件定義信任來源，並將信任捆綁掛載至Pod的投影卷。
應用案例：支援QPS伺服器的自訂信任捆綁，用戶可列出所有簽名者並選擇信任對象。

3. DRA管理員存取

功能狀態：1.23版本Alpha
核心功能：限制非管理員用戶對標籤 resource-category-admin-access: true 的命名空間操作，確保資源聲明僅由高權限用戶創建。
應用場景：GPU資源分配中，管理員用戶需標籤命名空間才能執行特定任務。

4. 圖像拉取憑證追蹤（即將推出）

目標：記錄每次圖像拉取的憑證資訊，驗證Pod訪問已拉取圖像時的憑證匹配性。
優化點：減少對容器註冊服務的依賴，避免AlwaysPullPolicy的頻繁查詢。

實際應用案例

資源聲明與命名空間配置

創建標籤命名空間（如 admin-namespace），並更新Pod YAML指定該命名空間：

metadata:
  namespace: admin-namespace
spec:
  containers:
    - name: app
      image: <image-name>
  resources:
    claims:
      - name: resource-claim

管理員用戶需標籤命名空間 resource-category-admin-access: true 才能執行資源聲明。

圖像拉取驗證測試

舊集群：Pod啟動但無法拉取私有鏡像（因無憑證），導致安全風險。
新集群：Pod因缺乏憑證直接失敗，顯示錯誤訊息（如 image pull failed）。

信任憑證捆綁配置

創建服務證書與私鑰，配置Cluster Trust Bundle：

apiVersion: cert-manager.io/v1
kind: ClusterTrustBundle
metadata:
  name: test-trust-bundle
spec:
  ca: <CA_PEM>
  labels:
    ca.name: test-ca

服務端點掛載證書Volume，並透過標籤選擇器指定CA。

技術優勢與挑戰

優勢：

降低長期憑證依賴，提升安全性。
支援細粒度API授權，符合最小權限原則。
多租戶隔離機制防止資源混用。

挑戰：

新功能（如DRA Admin Access）仍處於Alpha階段，需進一步驗證穩定性。
圖像拉取憑證追蹤功能需與現有認證流程深度整合。

總結

Kubernetes透過Image Pulling與DRA Admin Access等技術，持續強化認證與授權機制。服務帳戶令牌驗證改進與Cluster Trust Bundles的引入，有效降低憑證洩露風險，並提升集群管理的靈活性。未來版本將進一步優化圖像拉取憑證追蹤與節點驗證，推動Kubernetes預設安全姿態的提升。建議用戶根據實際需求，逐步採用這些功能以強化集群安全性。