引言
容器技术因启动快速、资源利用率高和部署灵活等优势,在云计算与制造业信息系统中得到广泛应用。然而,容器共享宿主机操作系统内核,主要依靠命名空间(Namespace)和控制组(cgroups)实现隔离[1],在隔离强度上存在固有缺陷。一旦隔离机制被突破,恶意容器可对宿主机或其他容器发起攻击,导致数据泄露甚至业务中断[2]。近年来,随着多起容器逃逸漏洞事件(如CVE202421626 “Leaky Vessels”、CVE202423651等[3])的曝光,容器安全隔离的紧迫性进一步凸显。
现有容器安全方案主要包括基于强制访问控制(Mandatory Access Control, MAC)的SELinux[4]和AppArmor[5],以及基于内核模拟的gVisor等沙箱方案。SELinux策略编写复杂,在容器场景下配置与运维门槛较高[6];AppArmor配置相对简单,但细粒度隔离能力不足;gVisor通过拦截系统调用实现强隔离,但性能损耗达15%~50%,不适用于高并发场景。近年来,扩展伯克利包过滤器(extended Berkeley Packet Filter, eBPF)技术被应用于容器运行时安全监控[7],但eBPF被发现在云环境中存在跨容器攻击风险[8]。此外,Falco等工具实现了基于系统调用的异常检测;无训练的容器异常检测和系统调用依赖图的逃逸检测也取得进展[9];Kata Containers等轻量级虚拟化方案从架构层面增强隔离;容器安全威胁建模为系统化防御提供了理论基础。上述方案虽然各有优势,但在共享数据卷的细粒度访问控制方面仍存在不足,难以满足多租户环境下“安全隔离与高效共享”的双重需求。
此外,容器自身安全机制存在多个薄弱环节[10]。例如:/proc、/sys等系统关键目录在容器间共享[11],命名空间配置缺陷导致越权[12],共享数据卷缺乏差异化访问控制[13]等。Martinez Delbugio等[14]提出的增强型LSM方案虽改善了内存安全性,但未涉及多级安全隔离。
针对上述问题,本文提出基于LSM框架的多级安全隔离系统DLSM。该系统通过安全标签实现容器进程的强制隔离,通过分组与安全等级机制实现共享数据卷的细粒度访问控制,兼顾安全性与性能效率。DLSM的核心创新在于:
(1)标签动态绑定机制,支持运行时策略热更新;
(2)轻量化策略执行引擎,性能开销控制在5%以内;
(3)数据卷细粒度访问控制,实现“同组共享、跨组隔离、高等级可读低等级”的多级安全模式。
本文详细内容请下载:
https://www.chinaaet.com/resource/share/2000007086
作者信息:
熊明俊1,郭培馨2
(1. 金航数码科技有限责任公司,北京100028;
2. 军工保密资格审查认证中心,北京100000)
凡《网络安全与数据治理》(原《信息技术与网络安全》)录用的文章,如作者没有关于汇编权、翻译权、印刷权及电子版的复制权、信息网络传播权与发行权等版权的特殊声明,即视作该文章署名作者同意将该文章的汇编权、翻译权、印刷权及电子版的复制权、信息网络传播权与发行权授予本刊,本刊有权授权本刊合作数据库、合作媒体等合作伙伴使用。同时,本刊支付的稿酬已包含上述使用的费用,特此声明。