KubernetesにおけるSBOMを利用した脆弱性管理/Vulnerability_Management_with_SBOM_in_Kubernetes

by Takuma Kume

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Kubernetesにおける SBOMを利用した脆弱性管理久米拓馬 / GMO PEPABO inc. 2023.9.14 Pepabo Tech Conference #21 夏のSREまつり 1

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2 自己紹介ホスティング事業部　SREチーム　シニアエンジニア 2016年中途入社久米拓馬 @takumakume ● 福岡在住 ● ルアーフィッシング・珈琲焙煎 ● Webアプリケーションプラットフォームの開発・運用 ● Kubernetes / Cloudnative

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今回紹介するもの 3 trivy-operator Container Container Container SBOM SBOM SBOM Dependency Track Kubernetes Cluster Scan Generate K8s上のワークロードのコンテナイメージから trivy-operator で SBOMを生成しDependency Track で管理

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今回紹介するもの 4 • ソフトウェアを構成するコンポーネントのバージョンやライセンス情報のリスト • JSON, XMLのように機械的に処理できる形式 SBOM（Software Bill of Materials、ソフトウェア部品表） ※ CycloneDX 1.4 の component の抜粋

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今回紹介するもの 5 • aquasecurity/trivy-operator • Kubernetes上で実行するOperator • ワークロードのコンテナイメージを対象に脆弱性のスキャンや SBOMの生成, etc… • Dependency Track • 継続的にSBOMを解析するためのプラットフォーム • Web UI、APIの提供 • Policy によるアラートの発行 , etc... ソフトウェアの簡単な説明

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6 本セッションでお話すること ● 脆弱性管理における現状と課題 ● trivy-operatorによるSBOMの収集 ● Dependency TrackによるSBOMの管理 ● KEV（Known Exploited Vulnerabilities）を用いた脆弱性対応 ● まとめ ● 今後の課題

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脆弱性管理における現状と課題

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脆弱性管理における現状と課題 8 前提共有：ペパボのサービス

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脆弱性管理における現状と課題 9 前提共有：ペパボのサービスが動くインフラ On-premises Datacenter Baremetal Servers Private Cloud “Nayh” （Openstack） Kubernetes Clusters Private Container Registry 10+ clusters 300+ images Public Container Registry ※ 全てのサービスがKubernetes上で動いているわけではない

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脆弱性管理における現状と課題 • コンテナイメージをBuild＆Pushするワークフローで trivy を実行して脆弱性を検知 • 各 Kubernetes クラスタで trivy-operator を実行して脆弱性を検知 • プライベートコンテナレジストリのコンテナイメージの SBOMを収集してDependency Track で管理 10 現状のコンテナ環境における脆弱性管理

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脆弱性管理における現状と課題 • コンテナイメージをBuild＆Pushするワークフローで trivy を実行して脆弱性を検知 → ワークフローの実装に依存しており抜けが発生する • 各 Kubernetes クラスタで trivy-operator を実行して脆弱性を検知 → 現状はリアルタイムの脆弱性通知のみであり、全体を継続的に管理しづらい脆弱性が大量に通知され優先順位が高い脆弱性が埋もれる • プライベートコンテナレジストリのコンテナイメージの SBOMを収集してDependency Track で管理 → パブリックなコンテナレジストリなど管理外のイメージが抜ける 11 課題

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12 脆弱性管理における現状と課題 ● 脆弱性の管理における現状と課題 ● trivy-operatorによるSBOMの収集 ● Dependency TrackによるSBOMの管理 ● KEV（Known Exploited Vulnerabilities）を用いた脆弱性対応 ● まとめ ● 今後の課題

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trivy-operatorによる SBOMの収集

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trivy-operatorによるSBOMの収集 14 2023年7月にv0.15.0から追加された新機能略

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trivy-operatorによるSBOMの収集 15 SBOM Report 略 • ワークロードのコンテナイメージをスキャンしてSBOM Reportを生成 • v0.15.x 時点のSBOM Format は CycloneDX 1.4 • 環境変数を有効にするだけで利用可能 OPERATOR_SBOM_GENERATION_ENABLED

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• 生成されるSBOMのフォーマットに問題があった trivy-operatorによるSBOMの収集 16 Tips: v0.15.1 以降を利用する略

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Dependency Trackによる SBOMの管理

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Dependency TrackによるSBOMの管理 18 trivy-operator Container SBOM Report Dependency Track Scan Generate trivy-operator が SBOM を生成し Webhook で送信する Webhook Dependency TrackのAPIを実行する必要があるため trivy-operatorがWebhookを実行するだけでは実現できない

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Dependency TrackによるSBOMの管理 19 aquasecurity/postee https://aquasecurity.github.io/trivy-operator/v0.15.1/tutorials/integrations/webhook/ • メッセージルーティングシステム • OPA/Regoを介してWebhookを受信し、用意されたインテグレーションを用いて様々なサービスにルーティングする

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Dependency TrackによるSBOMの管理 20 trivy-operator Container SBOM Report Dependency Track Scan Generate trivy-operator が SBOM を生成し Webhook で送信する RegoでSBOMを取り出して Dependency TrackのAPIを実行

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Dependency TrackによるSBOMの管理 21 postee に Dependency Track integration を追加した https://github.com/aquasecurity/postee/pull/594

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Dependency TrackによるSBOMの管理 22 課題 • Dependency Track上でどのSBOMがどのクラスタから送られてきたか分からない • 複数の Kubernetes クラスタがあり、それぞれ管理者が違うため脆弱性の対応を誰がやるかハンドリングしにくい • イメージによっては複数のクラスタで同じものが使われている • → SBOM Upload時に任意のタグを付与する。既に Uploadされていたら、任意のタグを追加で付与したい。

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Dependency TrackによるSBOMの管理 23 trivy-operator Container SBOM Report Dependency Track Scan Generate SBOM アップロード後に、対象ProjectにTagを追加する posteeのインテグレーションを改修する必要がある

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Dependency TrackによるSBOMの管理 24 posteeの仕組み • regoを用いたテンプレートからでインテグレーションに値を渡す Webhookで受信したBody SBOMのパスを指定して `result` に格納　↓ インテグレーションの実装によって、 Dependency TrackのAPIを実行し `result` (SBOM)をUpload • テンプレートを簡単に変更できるが、運用に合わせて実行する APIを変えるとなると小回りが効かない

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Dependency TrackによるSBOMの管理 25 posteeはコアチームによる積極開発が終わった • Aqua Security の #postee に以下の投稿

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Dependency TrackによるSBOMの管理 26 takumakume/sbomreport-to-dependencytrack • Dependency Trackへの送信に特化した薄いプロキシを Goで書いた

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Dependency TrackによるSBOMの管理 27 takumakume/sbomreport-to-dependencytrack • Project名などをGo templateでSBOM Reportから動的に取ってくる • Helmのvalues.yamlで誤って展開されないようにdelimiterを [[ ]] に変えている • '{{"{{"}}.sbomReport.report.artifact.repository{{"}}"}}' • この書き方は可読性が低い values.yaml

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Dependency TrackによるSBOMの管理 28 trivy-operator Container SBOM Report Dependency Track Scan Generate takumakume/sbomreport-to-dependencytrack sbomreport- to-dependencytrack

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KEV（Known Exploited Vulnerabilities）を用いた脆弱性対応

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KEVを用いた脆弱性対応 30 CISA KEV（Known Exploited Vulnerabilities） catalog • 米国サイバーセキュリティ・インフラセキュリティ庁（ CISA）が公開している既知の悪用が観測された脆弱性 • CVE IDが割り当てられている • 実際に悪用されている • 明確な是正ガイダンスが提供されている https://www.cisa.gov/sites/default/files/feeds/known_exploited_vulnerabilities.json

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300以上のコンテナイメージを利用しており検出される脆弱性の量も膨大 • CVSSスコアでフィルタリングしても大量にある • 特に重要度が高い脆弱性が紛れ込んでいると対応が遅れる可能性がある • 本当は全て即座に対応できると良いが、リソースは有限なので優先順位をつける • 修正版がリリースされておらず対応がペンディングになることがある KEVを用いた脆弱性対応 31 脆弱性のトリアージと修正における課題

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KEVを用いた脆弱性対応 32 Dependency Trackとの連携 KEV Database Github Actions Dependency Track Fetch Create Policy • KEVに登録されているCEV IDに該当するソフトウェアを検知できるように Dependency Track のPolicyとして定義

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KEVを用いた脆弱性対応 33 takumakume/dependency-track-policy-applier • Dependency TrackのPolicyを冪等に管理するツールを実装した • Policy再作成してしまうと、既存の検知されたPolicy Violationが解除されて次の解析ジョブが走るまで待たないといけない

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KEVを用いた脆弱性対応 34 takumakume/dependency-track-policy-applier • jq があれば一覧や構造化データをパースしてPolicy化できる • KEV の JSON を Dependency TrackのPolicyに取り込む例： • 今後何らかのCVEリストを元にPolicy運用したい場合も柔軟に取り込める • 社内独自の対応必須 CVEリスト • etc...

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KEVを用いた脆弱性対応 35 DependencyTrack/client-go • Dependency Track Client ライブラリとして使っている • Policy 関連の機能を追加した

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KEVを用いた脆弱性対応 36 DependencyTrack/dependency-track • Policy の作成 API において、Policty Violationする条件を設定することができない問題があった • ワークアラウンドとしてPolicy Create → Update で回避 • 修正版は Dependency Track 4.9でリリース予定とのこと

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KEVを用いた脆弱性対応 37 Policy ViolationしたProjectをGithub Issueで通知 • Goで書いた簡単なコードをGithub Actionsで定期的に実行して、以下のような Reportを生成してIssueを作成している • 運用において細かい通知のフィルタリングをする場合は、この層で実装

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まとめ

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まとめ 39 • Kubernetes 上で利用しているコンテナイメージの SBOM 収集に、 trivy-operator を使っている • SBOM は Dependency Track に集約している • trivy-operatorのWebhookをハンドリングしてDependency TrackにSBOMを送信するソフトウェアを実装した • 大量の脆弱性から特に優先度の高いものをKEVを用いて判断している • KEVに登録されたCVEを元にDependency TrackのPolicyを生成するソフトウェアを実装した

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今後の課題

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今後の課題 41 • Kubernetes 上からコンテナイメージが使われなくなったときに、いい感じに通知対象から外す仕組み • KEVに該当する脆弱性が修正されているのは当たり前なので、更に対応範囲を広げていく • 次に優先順位が高いCVEの判定基準 • 安全かつ自動的にコンテナイメージの脆弱性を修正する仕組み

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42 Thank You! Thank You! GMOペパボのSREに興味がある方は @takumakume までご連絡ください！カジュアル面談でもお待ちしております。