k8s-security-policies

Kubernetes セキュリティポリシー

Kubernetes で NetworkPolicy、PodSecurityPolicy、RBAC、Pod Security Standards を実装するための包括的なガイドです。

目的

ネットワークポリシー、ポッドセキュリティ標準、RBAC を使用して、Kubernetes クラスターに多層防御のセキュリティを実装します。

このスキルを使用する場面

• ネットワークセグメンテーションを実装する
• ポッドセキュリティ標準を設定する
• 最小権限のアクセスを実現する RBAC を構成する
• コンプライアンス対応のセキュリティポリシーを作成する
• アドミッションコントロールを実装する
• マルチテナントクラスターを保護する

Pod Security Standards

1. Privileged（制限なし）

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: privileged-ns
  labels:
    pod-security.kubernetes.io/enforce: privileged
    pod-security.kubernetes.io/audit: privileged
    pod-security.kubernetes.io/warn: privileged

2. Baseline（最小限の制限）

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: baseline-ns
  labels:
    pod-security.kubernetes.io/enforce: baseline
    pod-security.kubernetes.io/audit: baseline
    pod-security.kubernetes.io/warn: baseline

3. Restricted（最も厳しい制限）

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: restricted-ns
  labels:
    pod-security.kubernetes.io/enforce: restricted
    pod-security.kubernetes.io/audit: restricted
    pod-security.kubernetes.io/warn: restricted

ネットワークポリシー

すべてをデフォルトで拒否

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: default-deny-all
  namespace: production
spec:
  podSelector: {}
  policyTypes:
    - Ingress
    - Egress

フロントエンドからバックエンドへの通信を許可

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: allow-frontend-to-backend
  namespace: production
spec:
  podSelector:
    matchLabels:
      app: backend
  policyTypes:
    - Ingress
  ingress:
    - from:
        - podSelector:
            matchLabels:
              app: frontend
      ports:
        - protocol: TCP
          port: 8080

DNS を許可

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: allow-dns
  namespace: production
spec:
  podSelector: {}
  policyTypes:
    - Egress
  egress:
    - to:
        - namespaceSelector:
            matchLabels:
              name: kube-system
      ports:
        - protocol: UDP
          port: 53

参考： assets/network-policy-template.yaml を参照してください。

RBAC の構成

Role（Namespace スコープ）

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  name: pod-reader
  namespace: production
rules:
  - apiGroups: [""]
    resources: ["pods"]
    verbs: ["get", "watch", "list"]

ClusterRole（クラスター全体）

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  name: secret-reader
rules:
  - apiGroups: [""]
    resources: ["secrets"]
    verbs: ["get", "watch", "list"]

RoleBinding

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
  name: read-pods
  namespace: production
subjects:
  - kind: User
    name: jane
    apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  - kind: ServiceAccount
    name: default
    namespace: production
roleRef:
  kind: Role
  name: pod-reader
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

参考： references/rbac-patterns.md を参照してください。

ポッドのセキュリティコンテキスト

Restricted ポッド

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: secure-pod
spec:
  securityContext:
    runAsNonRoot: true
    runAsUser: 1000
    fsGroup: 1000
    seccompProfile:
      type: RuntimeDefault
  containers:
    - name: app
      image: myapp:1.0
      securityContext:
        allowPrivilegeEscalation: false
        readOnlyRootFilesystem: true
        capabilities:
          drop:
            - ALL

OPA Gatekeeper によるポリシー適用

ConstraintTemplate

apiVersion: templates.gatekeeper.sh/v1
kind: ConstraintTemplate
metadata:
  name: k8srequiredlabels
spec:
  crd:
    spec:
      names:
        kind: K8sRequiredLabels
      validation:
        openAPIV3Schema:
          type: object
          properties:
            labels:
              type: array
              items:
                type: string
  targets:
    - target: admission.k8s.gatekeeper.sh
      rego: |
        package k8srequiredlabels
        violation[{"msg": msg, "details": {"missing_labels": missing}}] {
          provided := {label | input.review.object.metadata.labels[label]}
          required := {label | label := input.parameters.labels[_]}
          missing := required - provided
          count(missing) > 0
          msg := sprintf("missing required labels: %v", [missing])
        }

Constraint

apiVersion: constraints.gatekeeper.sh/v1beta1
kind: K8sRequiredLabels
metadata:
  name: require-app-label
spec:
  match:
    kinds:
      - apiGroups: ["apps"]
        kinds: ["Deployment"]
  parameters:
    labels: ["app", "environment"]

サービスメッシュのセキュリティ（Istio）

PeerAuthentication（mTLS）

apiVersion: security.istio.io/v1beta1
kind: PeerAuthentication
metadata:
  name: default
  namespace: production
spec:
  mtls:
    mode: STRICT

AuthorizationPolicy

apiVersion: security.istio.io/v1beta1
kind: AuthorizationPolicy
metadata:
  name: allow-frontend
  namespace: production
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: backend
  action: ALLOW
  rules:
    - from:
        - source:
            principals: ["cluster.local/ns/production/sa/frontend"]

ベストプラクティス

1. Namespace レベルで Pod Security Standards を実装する
2. ネットワークセグメンテーションに ネットワークポリシーを使用する
3. すべてのサービスアカウントに 最小権限の RBAC を適用する
4. アドミッションコントロールを有効にする（OPA Gatekeeper/Kyverno）
5. コンテナーを root 以外のユーザーで実行する
6. ルートファイルシステムを読み取り専用にする
7. 必要な場合を除き、すべてのケイパビリティを削除する
8. リソースクォータとリミットレンジを実装する
9. セキュリティイベントの 監査ログを有効にする
10. イメージを 定期的にセキュリティスキャンする

コンプライアンスフレームワーク

CIS Kubernetes Benchmark

• RBAC 認証を使用する
• 監査ログを有効にする
• Pod Security Standards を使用する
• ネットワークポリシーを構成する
• 保存データのシークレット暗号化を実装する
• ノード認証を有効にする

NIST Cybersecurity Framework

• 多層防御を実装する
• ネットワークセグメンテーションを使用する
• セキュリティ監視を構成する
• アクセス制御を実装する
• ログ記録と監視を有効にする

トラブルシューティング

NetworkPolicy が機能しない場合：

# Check if CNI supports NetworkPolicy
kubectl get nodes -o wide
kubectl describe networkpolicy <name>

RBAC の権限が拒否される場合：

# Check effective permissions
kubectl auth can-i list pods --as system:serviceaccount:default:my-sa
kubectl auth can-i '*' '*' --as system:serviceaccount:default:my-sa

参考ファイル

• assets/network-policy-template.yaml - ネットワークポリシーの例
• assets/pod-security-template.yaml - ポッドセキュリティポリシー
• references/rbac-patterns.md - RBAC 構成パターン

関連スキル

• k8s-manifest-generator - セキュアなマニフェストの作成
• gitops-workflow - ポリシーの自動デプロイ