容器镜像安全
现状
最近某银行遭受供应链攻击的事件传的沸沸扬扬，安全又双叒叕进入了人们的视野。安全确实是一个非常重要，但是又最容易被忽略的话题。但是现在到了一个不得不人人重视安全，人人为安全负责的时代。尤其以现在非常火爆的云原生来讲，业界已经达成共识：云原生时代已经到来，如果说容器是云原生时代的核心，那么镜像应该就是云原生时代的灵魂。镜像的安全对于应用程序安全、系统安全乃至供应链安全都有着深刻的影响。
然而，镜像的安全却是非常令人担忧的。根据 snyk 发布的 2020 年开源安全报告中指出，在 dockerhub 上常用的热门镜像几乎都存在安全漏洞，多的有上百个，少的也有数十个。具体数据如下图所示：
然而，不幸的是，很多应用程序的镜像是以上述热门镜像作为基础镜像，更不幸的是，由谁来负责安全问题，却始终争论不断，这点从报告中也可得到了印证：
其实，可以通过预防为主，防治结合的方式来提高镜像的安全性。“预防”主要指在构建镜像的过程中遵从一些镜像构建的正模式，诸如选择合适的基础镜像、不安装不需要的包、最小权限原则等等；“治”指的是镜像安全扫描，扫描出问题就去修复。但是最不幸的是，根据 Anchore 发布的 2021 软件供应链安全报告显示，做镜像安全扫描的占比大概在 50%左右。数据不容乐观
镜像安全扫描
镜像安全扫描是比较容易做的，也是可以很容易就集成到 CI/CD Pipeline 里面的。常用的开源扫描工具有：trivy、anchore、clair。扫描的原理都没有太大差别：提取镜像特征 --> 和漏洞数据库(CVE、NVD 等)中的数据进行比对 --> 出具漏洞报告。当然，工具的堆砌可能会带来维护成本的增加，而极狐 GitLab 提供的开箱即用的镜像扫描功能只需简单配置即可使用，而且可以轻松集成到极狐 GitLab CI/CD 里面。
极狐 GitLab 镜像安全扫描
极狐 GitLab 提供强大的 DevSecOps 能力，包括：容器镜像扫描、静态应用安全测试 (SAST)、动态应用安全扫描（DAST）、密钥检测、License 合规、依赖项扫描以及模糊测试。镜像安全扫描是其中一项 DevSecOps 能力，在 10.4 版本中引入。GitLab 默认是集成了上述的 trivy 和 grype。下面我们现简单的了解一下这两款工具。
trivy
trivy 是一款扫描工具，可以对容器镜像、文件系统、Git 仓库以及配置问题进行扫描。更多内容可以查看 trivy 官网。使用也是非常方便的，以 macOS 为例，先用如下命令进行安装：
$ brew install aquasecurity/trivy/trivy
复制代码
查看版本来确定是否安装成功
$ trivy --versionVersion: 0.19.2
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接着直接用 trivy image-name 即可进行镜像扫描，还可以使用一些参数来对结果进行过滤，在这儿就不多展开赘述了。
grype
grype 也是一款对容器镜像和文件系统进行扫描的工具。更多内容可以查看grype。使用也很简单，以 macOS 为例，先用如下命令进行安装：
$ brew tap anchore/grype$ brew install grype
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查看版本来确定是否安装成功
$ grype versionApplication: grypeVersion: 0.17.0BuildDate: 2021-08-25T21:39:11ZGitCommit: c6529822fabd537af8a1439fc6d1179a3632bf33GitTreeState: cleanPlatform: darwin/amd64GoVersion: go1.16.7Compiler: gcSupported DB Schema: 3
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接着直接用 grype image-name 即可进行镜像扫描。
极狐 GitLab 镜像安全扫描实践
极狐 GitLab 的镜像安全扫描是通过极狐 GitLab 容器镜像分析器(container-scanning analyzer)来实现的，分析器使用的镜像有多个，这个取决于环境变量 CS_ANALYZER_IMAGE 的值，可用的选项有：
registry.gitlab.com/security-products/container-scanning:4registry.gitlab.com/security-products/container-scanning/grype:4registry.gitlab.com/security-products/container-scanning/trivy:4
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可以用上面的任意一个镜像来构建分析器，从而完成镜像安全扫描。分析器可以单独使用，也可以和极狐 GitLab CI/CD 做集成。先来看如何单独使用极狐 GitLab 容器镜像分析器来做镜像安全扫描。
单独使用极狐 GitLab 镜像扫描工具
使用如下命令即可单独使用极狐 GitLab 容器镜像分析器来扫描容器镜像：
$ docker run -i --rm -e DOCKER_IMAGE=alpine registry.gitlab.com/security-products/container-scanning/trivy:4
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参数含义：
可以看到如下结果：
[INFO] [2021-10-22 03:05:10 +0000] [] ▶ Remediation is disabled; /home/gitlab/Dockerfile cannot be found. Have you set `GIT_STRATEGY` and`DOCKERFILE_PATH`?See https://docs.gitlab.com/ee/user/application_security/container_scanning/#solutions-for-vulnerabilities-auto-remediation
[INFO] [2021-10-22 03:05:10 +0000] [] ▶ Scanning container from registry alpine for vulnerabilities with severity level UNKNOWN or higher, with gcs 4.3.17 and Trivy Version: 0.19.2, advisories updated at 2021-10-21
[INFO] [2021-10-22 03:05:17 +0000] [] ▶ 2021-10-22T03:05:17.677Z INFO Detected OS: alpine2021-10-22T03:05:17.677Z INFO Detecting Alpine vulnerabilities...
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可以看到极狐 GitLab 容器扫描工具的版本：gcs 4.3.17，使用的 trivy 版本是：0.19.2。扫描的结果和前面的 trivy 、grype 是一样的。对于 alpine:latest 没有扫出来安全漏洞。再试一个有漏洞的镜像（alpine:3.10），再看看结果是如何展示的：
$ docker run -i --rm -e DOCKER_IMAGE=alpine:3.10 registry.gitlab.com/security-products/container-scanning/trivy:4[INFO] [2021-10-22 03:12:20 +0000] [] ▶ Remediation is disabled; /home/gitlab/Dockerfile cannot be found. Have you set `GIT_STRATEGY` and`DOCKERFILE_PATH`?See https://docs.gitlab.com/ee/user/application_security/container_scanning/#solutions-for-vulnerabilities-auto-remediation
[INFO] [2021-10-22 03:12:20 +0000] [] ▶ Scanning container from registry alpine:3.10 for vulnerabilities with severity level UNKNOWN or higher, with gcs 4.3.17 and Trivy Version: 0.19.2, advisories updated at 2021-10-21
[INFO] [2021-10-22 03:12:35 +0000] [] ▶ 2021-10-22T03:12:35.545Z INFO Detected OS: alpine2021-10-22T03:12:35.545Z INFO Detecting Alpine vulnerabilities...2021-10-22T03:12:35.545Z WARN This OS version is no longer supported by the distribution: alpine 3.10.92021-10-22T03:12:35.545Z WARN The vulnerability detection may be insufficient because security updates are not provided
+------------+-------------------------+--------------+-----------------+------------------------------------------------------------------------+| STATUS | CVE SEVERITY | PACKAGE NAME | PACKAGE VERSION | CVE DESCRIPTION |+------------+-------------------------+--------------+-----------------+------------------------------------------------------------------------+| Unapproved | Critical CVE-2021-36159 | apk-tools | 2.10.6-r0 | libfetch before 2021-07-26, as used in apk-tools, xbps, and other prod || | | | | ucts, mishandles numeric strings for the FTP and HTTP protocols. The F || | | | | TP passive mode implementation allows an out-of-bounds read because st || | | | | rtol is used to parse the relevant numbers into address bytes. It does || | | | | not check if the line ends prematurely. If it does, the for-loop cond || | | | | ition checks for the '\0' terminator one byte too late. |+------------+-------------------------+--------------+-----------------+------------------------------------------------------------------------+
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可以看到扫描结果会展示漏洞的严重等级（SEVERITY）、漏洞的详细内容（DESCRIPTION）。
和极狐 GitLab CI 集成使用
可以很容易的在极狐 GitLab CI 中集成镜像扫描：
variables: CS_ANALYZER_IMAGE: registry.gitlab.com/security-products/container-scanning/trivy:4
services: - docker:20.10.7-dind
stages: - test
container_scanning: image: "$CS_ANALYZER_IMAGE" stage: test variables: GIT_STRATEGY: fetch DOCKER_IMAGE: alpine:3.10 allow_failure: true artifacts: reports: container_scanning: gl-container-scanning-report.json paths: [gl-container-scanning-report.json] dependencies: [] script: - gtcs scan
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极狐 GitLab CI 语法解释：
CS_ANALYZER_IMAGE：指定极狐 GitLab 镜像分析器所使用的镜像
DOCKER_IMAGE：指定所要扫描的镜像，本例为 alpine:3.10
allow_failure：允许 job 失败，同时不阻塞后续的 CI 流程
artifacts：可以将构建结果，诸如此次的扫描结果存储在极狐 GitLab 的 artifacts 中，方便用户下载查看
gtcs scan：极狐 GitLab 容器镜像分析器的镜像扫描命令
可以在 Pipeline 的构建中看到如下构建日志：
扫描结果和单独使用极狐 GitLab 镜像分析器时的结果是一样的。
当然也可以很方便的下载镜像扫描报告：
下载完毕之后，可以解析查看结果：
{ "version": "14.0.3", "vulnerabilities": [ { "id": "0aa27b90612e559bb5accde4025d57ecc1932885", "category": "container_scanning", "message": "CVE-2021-36159 in apk-tools-2.10.6-r0", "description": "libfetch before 2021-07-26, as used in apk-tools, xbps, and other products, mishandles numeric strings for the FTP and HTTP protocols. The FTP passive mode implementation allows an out-of-bounds read because strtol is used to parse the relevant numbers into address bytes. It does not check if the line ends prematurely. If it does, the for-loop condition checks for the '\\0' terminator one byte too late.", "cve": "CVE-2021-36159", "severity": "Critical", "confidence": "Unknown", "solution": "Upgrade apk-tools to 2.10.7-r0", "scanner": { "id": "trivy", "name": "trivy" }, "location": { "dependency": { "package": { "name": "apk-tools" }, "version": "2.10.6-r0" }, "operating_system": "alpine 3.10.9", "image": "registry.gitlab.cn/majinghe/go-demo:3.0.0" }, "identifiers": [ { "type": "cve", "name": "CVE-2021-36159", "value": "CVE-2021-36159", "url": "https://github.com/freebsd/freebsd-src/commits/main/lib/libfetch" } ], "links": [ { "url": "https://github.com/freebsd/freebsd-src/commits/main/lib/libfetch" }, { "url": "https://gitlab.alpinelinux.org/alpine/apk-tools/-/issues/10749" }, { "url": "https://lists.apache.org/thread.html/r61db8e7dcb56dc000a5387a88f7a473bacec5ee01b9ff3f55308aacc@%3Cdev.kafka.apache.org%3E" }, { "url": "https://lists.apache.org/thread.html/r61db8e7dcb56dc000a5387a88f7a473bacec5ee01b9ff3f55308aacc@%3Cusers.kafka.apache.org%3E" }, { "url": "https://lists.apache.org/thread.html/rbf4ce74b0d1fa9810dec50ba3ace0caeea677af7c27a97111c06ccb7@%3Cdev.kafka.apache.org%3E" }, { "url": "https://lists.apache.org/thread.html/rbf4ce74b0d1fa9810dec50ba3ace0caeea677af7c27a97111c06ccb7@%3Cusers.kafka.apache.org%3E" } ] } ], "remediations": [ { "fixes": [ { "cve": "CVE-2021-36159", "id": "0aa27b90612e559bb5accde4025d57ecc1932885" } ], "summary": "Upgrade apk-tools to 2.10.7-r0", "diff": "ZGlmZiAtLWdpdCBhL0RvY2tlcmZpbGUgYi9Eb2NrZXJmaWxlCmluZGV4IGU3ZDI5ZWMuLjI4ODNiNzcgMTAwNjQ0Ci0tLSBhL0RvY2tlcmZpbGUKKysrIGIvRG9ja2VyZmlsZQpAQCAtOCw2ICs4LDcgQEAgUlVOIGdvIGJ1aWxkIGRldm9wcy5nbwogCiAjIEZST00gYWxwaW5lOmxhdGVzdAogRlJPTSBhbHBpbmU6My4xMAorUlVOIGFwayAtLW5vLWNhY2hlIHVwZGF0ZSAmJiBhcGsgLS1uby1jYWNoZSBhZGQgYXBrLXRvb2xzPTIuMTAuNy1yMAogCiBXT1JLRElSIC91c3Ivc3JjL2FwcC8=" } ], "scan": { "scanner": { "id": "trivy", "name": "Trivy", "url": "https://github.com/aquasecurity/trivy/", "vendor": { "name": "GitLab" }, "version": "0.19.2" }, "analyzer": { "id": "gcs", "name": "GitLab Container Scanning", "vendor": { "name": "GitLab" }, "version": "4.3.17" }, "type": "container_scanning", "start_time": "2021-10-22T06:38:27", "end_time": "2021-10-22T06:38:29", "status": "success" }}
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和极狐 GitLab 镜像仓库的集成
极狐 GitLab 不仅提供开箱即用的 DevSecOps 功能。也提供开箱即用的镜像仓库功能，关于镜像仓库的使用可以查看公众号文章极狐GitLab 镜像仓库的使用技巧。可以直接在极狐 GitLab CI 中使用极狐 GitLab 镜像仓库和镜像扫描功能，只需要简单的配置即可，.gitlab-ci.yml 的内容如下：
variables: CS_ANALYZER_IMAGE: registry.gitlab.com/security-products/container-scanning/trivy:4 KUBECONFIG: /tmp/.kube/config
services: - docker:20.10.7-dind
stages: - build - test - deploy
build: image: docker:latest stage: build services: - docker:20.10.7-dind script: - docker login -u "$CI_REGISTRY_USER" -p "$CI_REGISTRY_PASSWORD" $CI_REGISTRY - docker build -t $CI_REGISTRY_IMAGE:3.0.0 . - docker push $CI_REGISTRY_IMAGE:3.0.0
container_scanning: image: "$CS_ANALYZER_IMAGE" stage: test variables: GIT_STRATEGY: fetch DOCKER_USER: "$CI_REGISTRY_USER" DOCKER_PASSWORD: "$CI_REGISTRY_PASSWORD" DOCKER_IMAGE: $CI_REGISTRY_IMAGE:3.0.0 allow_failure: false artifacts: reports: container_scanning: gl-container-scanning-report.json paths: [gl-container-scanning-report.json] dependencies: [] script: - gtcs scan
deploy: stage: deploy image: name: bitnami/kubectl:latest entrypoint: [""] script: - mkdir -p /tmp/.kube - echo $kube_config | base64 -d > $KUBECONFIG - kubectl -n gitlab-k8s-demo apply -f deployment.yaml
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可以在构建结果中看到 Pipeline 流水线如下
以及在构建日志中看到镜像扫描日志：
可以看到，可以用极狐 GitLab 一体化 DevOps 平台来完成源码管理、镜像构建、镜像扫描以及应用程序的部署。只需要简单配置即可。
结束语
安全是一个必须要重视的话题，现在讲的 DevOps 其实就等同于 DevSecOps，真正的 DevOps 是必须要融入安全的，人人为安全负责、处处有安全意识，才能构建起软件供应链安全的护城河。
而极狐 GitLab 开箱即用的 DevSecOps 功能是能够为软件开发生命周期的不同阶段提供安全保障能力。从而来保证软件供应链的安全。
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