執行階段安全性深入分析資訊

1. 簡介

在本實驗室中，您將應用程式部署至 Cloud Run 和 GKE 叢集，並在 Software Delivery Shield 安全性面板中查看部署作業的安全性深入分析。

課程內容

  • Artifact Registry 安全性深入分析
  • Cloud Run 安全性深入分析
  • GKE 安全防護機制

2. 設定和需求條件

設定 Cloud 專案

  1. 登入 Google Cloud 控制台，然後建立新專案或重複使用現有專案。如果沒有 Gmail 或 Google Workspace 帳戶，請先建立帳戶。

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  • 專案名稱是這個專案參與者的顯示名稱。這是 Google API 未使用的字元字串。你隨時可以更新該位置資訊。
  • 專案 ID 在所有 Google Cloud 專案中都是不重複的，而且設定後即無法變更。Cloud 控制台會自動產生專屬字串，通常您不需要在意該字串為何。在大多數程式碼研究室中，您需要參照專案 ID (通常會標示為 PROJECT_ID)。如果您不喜歡產生的 ID，可以產生另一個隨機 ID。你也可以嘗試自訂名稱，看看是否可用。完成這個步驟後就無法變更，且專案期間都會維持這個設定。
  • 請注意，部分 API 會使用第三個值，也就是「專案編號」。如要進一步瞭解這三種值，請參閱說明文件。
  1. 接著，您需要在 Cloud 控制台中啟用帳單，才能使用 Cloud 資源/API。完成本程式碼研究室的費用應該不高，甚至完全免費。如要關閉資源，避免產生本教學課程以外的費用，您可以刪除建立的資源或整個專案。Google Cloud 新使用者可參加價值$300 美元的免費試用計畫。

環境設定

按一下搜尋列右側的圖示，啟用 Cloud Shell。

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在 Cloud Shell 中，啟用本實驗室所需的 API：

gcloud services enable run.googleapis.com \
  cloudbuild.googleapis.com \
  artifactregistry.googleapis.com \
  container.googleapis.com \
  containersecurity.googleapis.com

如果系統提示您授權，請點選「授權」繼續操作。

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這時應該會產生類似以下的成功訊息：

Operation "operations/acf.p2-327036483151-73d90d00-47ee-447a-b600-a6badf0eceae" finished successfully.

執行指令，以非同步方式建立 GKE 叢集。稍後會在實驗室中使用：

gcloud beta container clusters create gke-cluster \
    --zone us-central1-a \
    --async

3. 準備應用程式

首先，您將準備一個以 Express 為基礎的簡易型 Node.js 應用程式，用於回應 HTTP 要求。

在 Cloud Shell 建立名為 starter-nodejs 的新目錄，然後前往該目錄：

mkdir starter-nodejs
cd starter-nodejs

執行下列指令，建立 package.json 檔案：

cat > ./package.json << EOF
{
  "name": "cloudrun-starter-app",
  "version": "1.0.0",
  "description": "Node.js Starter Application",
  "main": "index.js",
  "scripts": {
    "start": "node index.js"
  },
  "author": "",
  "license": "Apache-2.0",
  "dependencies": {
    "express": "^4.18.2"
  }
}
EOF

上述檔案包含 start 指令碼，以及 Express 網頁應用程式架構的依附元件。

接著，在同一個目錄中執行下列指令，建立 index.js 檔案：

cat > ./index.js << EOF
const express = require('express');
const app = express();

app.get('/', (req, res) => {
  console.log('Received a request.');
  res.send("Hello Cloud Run!");
});

const port = process.env.PORT || 8080;

app.listen(port, () => {
  console.log('Listening on port', port);
});
EOF

這段程式碼會建立基本的網路伺服器，用於監聽 PORT 環境變數定義的通訊埠。應用程式現已完成，您可以開始將應用程式容器化並部署。

4. 部署 Cloud Run 應用程式

執行下列指令來部署應用程式：

gcloud run deploy starter-app \
  --source . \
  --region us-central1 \
  --allow-unauthenticated \
  --max-instances=3

確認 Artifact Registry 存放區建立作業：

Deploying from source requires an Artifact Registry Docker repository to store built containers. A repository named [cloud-run-source-deploy] in region [us-central1] will be created.

Do you want to continue (Y/n)? y

5. Artifact Registry 和 Cloud Build 安全性深入分析資訊

建構作業會在幾分鐘內完成。

開啟 Cloud Build，並查看最新建構作業的建構成果。

Google Cloud 控制台中的 Cloud Build 使用者介面包含 Software Delivery Shield 安全洞察面板，可顯示與建構作業相關的安全資訊，例如軟體構件供應鏈級別：SLSA 級別、依附元件中的任何安全漏洞，以及建構作業來源資訊。

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查看所建立容器映像檔的安全性洞察資料。按一下掃描構件的連結，即可在 Artifact Registry 中查看這個映像檔的安全漏洞詳細資料。

返回 Cloud Shell 控制台，確認 Cloud Run 應用程式部署作業已完成。

Done.
Service [starter-app] revision [starter-app-00001-maw] has been deployed and is serving 100 percent of traffic.
Service URL: https://starter-app-nin5jpgefq-uc.a.run.app

6. Cloud Run 安全性深入分析

Cloud Run 包含安全面板 (搶先版)，可顯示軟體供應鏈安全洞察資訊，例如 SLSA 建構層級合規資訊、建構作業來源資訊，以及執行中服務中發現的安全漏洞。

開啟 Cloud Run，然後查看「REVISIONS」(修訂版本) /「SECURITY」(安全性) 分頁下方的安全性深入分析資訊。

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這個面板會顯示下列資訊：

  • 身分和加密：預設 Compute Engine 服務帳戶的電子郵件地址，以及用於部署作業的加密金鑰。
  • SLSA 等級：這個建構作業的 SLSA 等級為 3，可根據 SLSA 規格判斷軟體建構程序的成熟度
  • 安全漏洞：應用程式依附元件中發現的任何安全漏洞。
  • 建構作業詳細資料：建構作業的詳細資料，例如建構工具和記錄檢視連結。
  • 建構作業來源資訊：建構作業來源資訊，也就是建構的可驗證中繼資料集合。包括建構的映像檔摘要、輸入來源位置、建構工具鍊、建構步驟和建構時長等詳細資料。

7. GKE 安全防護機制

GKE 可評估容器資安態勢，並針對叢集設定、工作負載設定和安全漏洞提供主動式指引。包括資安態勢資訊主頁 (預先發布版)，可掃描 GKE 叢集和工作負載，提供具體可行的建議，藉此提升資安態勢。

在接下來的步驟中，您會將應用程式部署至 GKE 叢集，並在 GKE 資安態勢資訊主頁中查看安全性深入分析資訊。

執行下列指令，確認叢集已準備就緒：

gcloud beta container clusters list

輸出內容範例：

NAME: gke-cluster
LOCATION: us-central1-a
MASTER_VERSION: 1.24.9-gke.3200
MASTER_IP: 34.29.226.228
MACHINE_TYPE: e2-medium
NODE_VERSION: 1.24.9-gke.3200
NUM_NODES: 3
STATUS: RUNNING

取得 GKE 叢集的憑證和設定：

gcloud container clusters get-credentials gke-cluster  \
    --region=us-central1-a

執行指令，使用上一步建構的映像檔部署應用程式：

export PROJECT_ID=$(gcloud config get-value project)

kubectl run starter-app \
  --image us-central1-docker.pkg.dev/${PROJECT_ID}/cloud-run-source-deploy/starter-app:latest \
  --port 8080

GKE 工作負載應盡量採用強化設定，以限制攻擊面。手動檢查叢集中的工作負載是否有設定問題，在規模較大的情況下可能很困難。您可以使用資安態勢資訊主頁，自動掃描多個叢集中所有執行中工作負載的設定，並取得可執行的評分結果和具體建議，藉此提升資安態勢。

啟用工作負載設定掃描：

gcloud beta container clusters update gke-cluster \
    --region=us-central1-a \
    --enable-workload-config-audit

除了掃描工作負載設定，您也可以啟用工作負載安全漏洞掃描，並在資安態勢資訊主頁中查看結果。這組功能會提供具體資訊和建議，協助您提升 GKE 叢集和工作負載的安全性。

GKE 會使用公開 CVE 資料庫 (例如 NIST) 的安全漏洞資料，自動掃描 GKE 叢集中每個符合資格的 Pod 內容器映像檔，找出已知安全漏洞。

如果容器映像檔中發現安全漏洞，GKE 會指派嚴重程度評分，並在 Google Cloud 控制台的資安態勢資訊主頁中顯示結果。GKE 也會將項目新增至 Cloud Logging，以供稽核和追蹤。

啟用工作負載安全漏洞掃描：

gcloud beta container clusters update gke-cluster \
    --region=us-central1-a \
    --enable-workload-vulnerability-scanning \
    --async

開啟 GKE「安全防護機制」頁面。

請稍候幾分鐘，等待工作負載稽核完成，然後查看結果。

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查看設定問題和受影響的工作負載。

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使用資安態勢資訊主頁的原因

資安態勢資訊主頁是基礎安全措施，適用於任何符合資格的 GKE 叢集。Google Cloud 建議您在所有叢集中使用資安態勢資訊主頁，原因如下：

  • 干擾程度極低：功能不會干擾或中斷正在執行的工作負載。
  • 可做為行動依據的建議：安全資安態勢資訊主頁會提供可行的操作項目，協助您解決發現的問題。這些動作包括可執行的指令、可進行的設定變更範例，以及如何降低安全漏洞風險的建議。
  • 視覺化：資安態勢資訊主頁會以高階視覺化方式呈現影響專案叢集的疑慮，並提供圖表，顯示您取得的進展和各項疑慮的潛在影響。
  • 提供意見的結果：GKE 會根據 Google 安全團隊的專業知識和業界標準，為發現的問題指派嚴重程度評等。
  • 可稽核的事件記錄：GKE 會將所有發現的問題新增至 Logging，以利產生報表及進行觀測。

8. 恭喜！

恭喜！您已完成程式碼研究室。

涵蓋內容：

  • 建構構件和在 Cloud Run 和 GKE 上執行的應用程式的安全性深入分析資訊

清除所用資源

如要避免系統向您的 Google Cloud 帳戶收取本教學課程所用資源的費用，請刪除含有相關資源的專案，或者保留專案但刪除個別資源。

刪除專案

如要避免付費，最簡單的方法就是刪除您為了本教學課程所建立的專案。

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上次更新時間：2023 年 3 月 21 日