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安全管理

Istio 提供了 RBAC 访问控制、双向 TLS 认证以及密钥管理等安全管理功能。

RBAC

Istio Role-Based Access Control (RBAC) 提供了 namespace、service 以及 method 级别的访问控制。其特性包括

• 简单易用：提供基于角色的语意
• 支持认证：提供服务 - 服务和用户 - 服务的认证
• 灵活：提供角色和角色绑定的自定义属性

开启 RBAC

通过 RbacConfig 来启用 RBAC，其中 mode 支持如下选项：

• OFF: 停用 RBAC。
• ON: 为网格中的所有服务启用 RBAC。
• ON_WITH_INCLUSION: 只对 inclusion 字段中包含的命名空间和服务启用 RBAC。
• ON_WITH_EXCLUSION: 对网格内的所有服务启用 RBAC，除 exclusion 字段中包含的命名空间和服务之外。

下面的例子为 default 命名空间开启 RBAC：

apiVersion: "config.istio.io/v1alpha2"
kind: RbacConfig
metadata:
  name: default
  namespace: istio-system
spec:
  mode: ON_WITH_INCLUSION
  inclusion:
    namespaces: ["default"]

访问控制

Istio RBAC 提供了 ServiceRole 和 ServiceRoleBinding 两种资源对象，并以 CustomResourceDefinition (CRD) 的方式管理。

• ServiceRole 定义了一个可访问特定资源（namespace 之内）的服务角色，并支持以前缀通配符和后缀通配符的形式匹配一组服务
• ServiceRoleBinding 定义了赋予指定角色的绑定，即可以指定的角色和动作访问服务

apiVersion: "rbac.istio.io/v1alpha1"
kind: ServiceRole
metadata:
  name: products-viewer
  namespace: default
spec:
  rules:
  - services: ["products.default.svc.cluster.local"]
    methods: ["GET", "HEAD"]

---
apiVersion: "rbac.istio.io/v1alpha1"
kind: ServiceRoleBinding
metadata:
  name: test-binding-products
  namespace: default
spec:
  subjects:
  - user: "service-account-a"
  - user: "istio-ingress-service-account"
    properties:
    - request.auth.claims[email]: "[email protected]"
    roleRef:
    kind: ServiceRole
    name: "products-viewer"

双向 TLS

双向 TLS 为服务间通信提供了 TLS 认证，并提供管理系统自动管理密钥和证书的生成、分发、替换以及撤销。

实现原理

Istio Auth 由三部分组成：

• 身份（Identity）：Istio 使用 Kubernetes service account 来识别服务的身份，格式为 spiffe://<*domain*>/ns/<*namespace*>/sa/<*serviceaccount*>
• 通信安全：端到端 TLS 通信通过服务器端和客户端的 Envoy 容器完成
• 证书管理：Istio CA (Certificate Authority) 负责为每个 service account 生成 SPIFEE 密钥和证书、分发到 Pod（通过 Secret Volume Mount 的形式）、定期轮转（Rotate）以及必要时撤销。对于 Kuberentes 之外的服务，CA 配合 Istio node agent 共同完成整个过程。

这样，一个容器使用证书的流程为

• 首先，Istio CA 监听 Kubernetes API，并为 service account 生成 SPIFFE 密钥及证书，再以 secret 形式存储到 Kubernetes 中
• 然后，Pod 创建时，Kubernetes API Server 将 secret 挂载到容器中
• 最后，Pilot 生成一个访问控制的配置，定义哪些 service account 可以访问服务，并分发给 Envoy
• 而当容器间通信时，Pod 双方的 Envoy 就会基于访问控制配置来作认证

最佳实践

• 为不同团队创建不同 namespace 分别管理
• 将 Istio CA 运行在单独的 namespace 中，并且仅授予管理员权限

参考文档

• Istio Security 文档
• Istio Role-Based Access Control (RBAC)
• Istio 双向 TLS 文档