Kubernetes 身份与认证管理概述
在云原生世界，身份不仅是安全的基石，更是实现自动化与零信任架构的关键驱动力。
在微服务和云原生架构中，身份管理是确保系统安全的核心。本章聚焦于 Kubernetes 环境中的身份问题，重点介绍基于角色的访问控制（RBAC）、SPIRE（SPIFFE Runtime Environment）和 SPIFFE（Secure Production Identity Framework For Everyone）等关键技术。
为什么身份管理如此重要
在分布式系统中，服务之间的相互认证和授权变得异常复杂。传统的用户名/密码或 API 密钥方式无法满足：
- 动态扩展：服务实例频繁创建和销毁
- 零信任安全：不信任网络，验证每个请求
- 服务间通信：自动化服务发现和安全通信
身份管理框架如 SPIFFE 提供了标准化的解决方案，确保工作负载具有可验证的身份。
基于角色的访问控制 (RBAC)
RBAC 是 Kubernetes 最核心的权限管理机制，以下是其核心组件关系图：
- 角色（Role）：定义命名空间内的权限集合
- 集群角色（ClusterRole）：定义集群范围的权限
- 角色绑定：将角色关联到用户、服务账户或组
- 最小权限原则：只授予必要的权限
SPIFFE：安全身份框架
SPIFFE（Secure Production Identity Framework For Everyone）是一个开放标准，为工作负载提供身份标识：
核心概念
- SVID (SPIFFE Verifiable Identity Document)：可验证的身份凭证
- 信任域：身份的信任边界，通常是一个组织或集群
- 工作负载身份：基于服务名称和位置的唯一标识
SPIFFE 身份格式
spiffe://trust-domain/path
例如：spiffe://example.com/ns/production/sa/web-server
SPIRE：SPIFFE 运行时环境
SPIRE 是 SPIFFE 规范的开源实现，提供身份管理和凭证分发：
SPIRE 组件
- SPIRE Server：中央权威，管理身份注册和凭证发放
- SPIRE Agent：在每个节点运行，处理工作负载身份请求
- 工作负载插件：支持 Kubernetes、Docker 等运行时
身份分发流程
- 工作负载启动时向 SPIRE Agent 请求身份
- Agent 验证工作负载身份并请求 Server 发放 SVID
- Server 生成并签名 SVID 返回
- 工作负载使用 SVID 进行 mTLS 通信
Kubernetes 中的 SPIRE 集成
SPIRE 可以与 Kubernetes 深度集成：
Service Account 集成
- 使用 Kubernetes Service Account Token 作为初始凭证
- 自动为 Pod 注入 SPIRE Agent 身份
Istio 服务网格集成
- 与 Istio 结合实现零信任网络
- 自动配置 mTLS，使用 SPIFFE 身份
典型部署架构
RBAC 与 SPIFFE/SPIRE 的结合
现代身份管理系统通常结合多种技术：
- RBAC：提供粗粒度权限控制
- SPIFFE/SPIRE：提供细粒度身份验证和 mTLS
- 集成方案：RBAC 控制 API 访问，SPIFFE 确保服务间通信安全
本章内容
本章将深入探讨：
- Kubernetes RBAC 的详细配置和最佳实践
- SPIFFE 规范的原理和身份格式
- SPIRE 的部署、配置和 Kubernetes 集成
- 实际案例：使用 SPIRE 实现服务网格安全
- 身份管理在零信任架构中的应用
通过掌握这些技术，您将能够构建基于身份的现代化安全架构，确保服务间的可信通信和精细化权限控制。