Kubernetesにおける検証アドミッションポリシーの導入と実踐

引言

Kubernetesは現代のクラウドネイティブアーキテクチャにおいて不可欠なプラットフォームとして注目を集めていますが、その複雑さはセキュリティリスクを高める要因ともなります。特に、多クラウド環境における大規模なKubernetesクラスター管理では、セキュリティポリシーの柔軟性と効率が求められます。本記事では、Data Dogが採用した**検証アドミッションポリシー（Validating Admission Policy: VAP）**の導入背景、設計ポイント、実裝戦略、および課題について詳細に解説します。この技術は、CNCF（Cloud Native Computing Foundation）が推進するKubernetesエコシステムにおいて、セキュリティと運用効率のバランスを取るための重要なツールです。

主要內容

技術の定義と基本概念

**検証アドミッションポリシー（VAP）**は、Kubernetes APIサーバー內蔵のポリシー実行機能であり、リソース作成・更新時に自動的にポリシーを検証します。これにより、外部WebhookやOPA Gatekeeperなどの外部ツールに依存せず、Kubernetes內部でセキュリティ制御を実現できます。VAPは、**Common Expression Language（CEL）**を採用し、KubernetesのCRDやValidating Fieldsと直接連攜可能で、柔軟なポリシー定義が可能です。

重要な特性と機能

內蔵APIサーバーによる低遅延: 外部Webhookに比べて、APIサーバー內蔵のため、ネットワークレイテンシーを削減し、処理効率を向上させます。
命名空間レベルのポリシー管理: ナレッジベースの命名空間境界管理を可能にし、セキュリティポリシーの適用範囲を細かく制御できます。
動的変數とパラメータリソース: globally_allowed_capabilitiesなどの変數を導入し、ポリシーの柔軟性を高め、集中管理を実現します。
コスト制御とパフォーマンス最適化: CELの評価コストを監視し、10,000,000の予算を超えないように制限します。

実際の導入と実裝

Data Dogは、初期にOPA Gatekeeperを採用していましたが、Kubernetes 1.20でのVAP導入に伴い、移行しました。具體的な手順は以下の通りです：

ポリシーの移行: 既存のOPA GatekeeperポリシーをVAPのCELベースのポリシーに変換し、podspec変數を用いてDeploymentやCronJobなどのリソースを統一的に検証します。
ステージング環境でのテスト: 初期段階では、VAPのAuditモードを採用し、違反行為を記録してOPA Gatekeeperの挙動と一致することを確認します。
コスト監視と最適化: APIサーバーの負荷やCELの評価時間を監視し、パフォーマンスを維持しながらポリシーを拡張します。
エラーメッセージの改善: message expressionやdocs変數を導入し、ユーザーがポリシー違反を特定しやすくする設計を行います。

優勢と課題

優勢:

クラウドネイティブ環境におけるセキュリティポリシーの柔軟な適用が可能。
外部依存を削減し、システムの信頼性とスケーラビリティが向上。
CELの導入により、Kubernetes內部のリソースと連攜しやすくなり、開発効率が向上。

課題:

CELの學習曲線が急峻で、特にRegoからCLへの移行には適応が必要。
パラメータリソースの管理が複雑化し、誤った設定がセキュリティリスクを引き起こす可能性がある。

總結

検証アドミッションポリシーは、Kubernetesにおけるセキュリティ制御の新たな基準として注目されています。Data Dogの実踐事例から學ぶと、VAPは外部ツールに依存せず、Kubernetes內部で柔軟なポリシー管理が可能であり、運用効率とセキュリティのバランスを取るための強力なツールです。導入時には、コスト制御やテスト環境での検証が不可欠であり、特に大規模なクラスターでは慎重な設計が求められます。今後は、ephemeral containerやinit containerのポリシー拡張、自動化された配置管理の実現が期待されます。