随着边缘计算与云原生技术的深度融合，企业业务逐渐向分布式、低延迟、高弹性的方向演进。然而，边缘节点分布广、网络环境复杂、资源异构等特点，使得传统的中心化安全防护模式难以应对跨网络层的威胁。

云原生安全作为保障边缘计算架构的核心能力，需从设计之初融入全生命周期防护理念，构建覆盖云-边-端的动态防御体系。本文从技术趋势、防护方案及部署策略三个维度，探讨如何基于云原生安全能力设计跨网络层安全防护框架。

一、边缘计算与云原生融合的技术趋势

边缘计算与云原生架构的结合，通过容器化、微服务、声明式API等技术，实现了资源的弹性调度与自动化运维。然而，这种融合也引入了新的安全挑战：

1. 网络边界模糊化：边缘节点与云端通过公网连接，通信链路可能暴露于不可控的网络环境中，传统防火墙难以覆盖动态变化的攻击面。

2. 异构资源管理复杂：边缘设备（如物联网终端、CDN节点）的硬件架构、操作系统差异显著，统一的云原生安全策略需适配多场景需求。

3. 生命周期安全割裂：开发、部署、运行阶段的安全管控若未实现全链路闭环，可能导致漏洞从构建阶段渗透至生产环境。

云原生安全的核心在于将安全能力“左移”至开发阶段，并通过运行时动态防护实现自适应防御。例如，通过构建可信镜像体系、强化容器隔离机制、实现云边协同的零信任访问控制，可有效应对上述挑战。

二、安全防护方案

跨网络层的云原生安全防护需覆盖身份认证、通信加密、流量监测、权限管控等关键环节，具体方案设计如下：

1. 身份认证与通信加密

双向TLS认证：在云边通信中，采用双向TLS 1.3协议，结合白名单加密算法（如TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256），确保数据传输的机密性与完整性。证书生命周期管理通过自动化轮转机制实现，避免过期证书被恶意利用。

服务网格强化：在边缘侧部署轻量化服务网格代理，动态管理微服务间的身份鉴权与流量加密，防止中间人攻击与数据篡改。

2. 网络流量监测与隔离

分布式流量分析：基于边缘节点的本地流量镜像与云端威胁情报联动，实时检测异常流量模式（如DDoS攻击、非法API调用）。通过单元化管理（EdgeUnit）实现区域内的流量闭环，限制攻击横向扩散。

微隔离策略：在容器运行时层实施基于标签的微隔离，限制边缘应用间的非必要通信，最小化攻击面影响范围。

3. 镜像与供应链安全

可信镜像构建：在CI/CD管道中嵌入镜像漏洞扫描（SCA）、基础设施即代码（IaC）检查等原子化能力，确保镜像从构建阶段即符合安全基线。通过镜像签名与哈希校验，阻断未经认证的镜像部署。

供应链风险管控：对开源组件、第三方依赖进行SBOM（软件物料清单）分析，识别潜在漏洞与许可证风险，并结合云原生安全平台实现自动化修复建议。

4. 运行时安全与零信任架构

自适应运行时防护：通过单一Agent架构覆盖主机、容器、集群等对象，实时监控进程行为、文件变更与网络连接，结合AI模型检测异常活动（如挖矿程序、恶意文件注入）。

动态权限管理：基于零信任原则，实施最小权限访问控制。例如，边缘设备仅能访问特定MQTT Topic，且需通过持续的身份验证与上下文风险评估。

5. 云边协同的安全运维

反向运维通道：针对边缘节点无法直接暴露公网的问题，建立云端主动发起的安全运维通道，支持日志采集、策略下发与漏洞修复，避免暴露边缘服务端口。

自动化应急响应：通过云原生安全平台统一管理告警事件，联动云端威胁情报与边缘本地响应能力（如自动隔离受损节点、触发容器重建），缩短MTTR（平均修复时间）。

三、分阶段部署建议

为平衡安全投入与业务连续性，跨网络层防护方案需分阶段推进：

1. 规划阶段：架构安全评估

威胁建模：基于STRIDE等方法，识别云边协同中的信任边界（如CloudCore-EdgeCore通信、边缘服务暴露面），明确高风险场景。

策略基线制定：根据行业合规要求（如等保2.0、GDPR），定义镜像安全标准、网络隔离规则与访问控制策略，并将其代码化以适配DevOps流程。

2. 实施阶段：渐进式安全加固

优先保障核心链路：率先在云边通信层部署双向TLS与证书管理，同时在边缘单元内启用微隔离与流量监测，确保关键业务链路的可用性。

分步覆盖全生命周期：从构建阶段的镜像扫描逐步扩展至运行时的行为监控，通过云原生安全平台的模块化能力按需启用，降低初期部署复杂度。

3. 优化阶段：持续运营与迭代

威胁狩猎与演练：定期模拟边缘侧攻击场景（如设备伪造、供应链投毒），验证防护方案有效性，并基于攻击链分析优化检测规则。

能力闭环与扩展：将安全数据纳入统一分析平台，实现威胁检测、响应、溯源的自动化闭环；同时支持异构边缘设备（如ARM架构节点、物联网网关）的安全扩展。

青藤蜂巢·云原生安全平台——是由青藤自主研发的云原生安全平台，能够很好集成到云原生复杂多变的环境中，如Kubernetes、PaaS云平台、OpenShift、Jenkins、Harbor、JFrog等。通过提供覆盖容器全生命周期的一站式容器安全解决方案，青藤蜂巢可实现容器安全预测、防御、检测和响应的安全闭环。

总结：

在边缘计算与云原生架构深度融合的背景下，跨网络层安全防护需突破单点防御思维，构建覆盖“构建-部署-运行”全链路的云原生安全体系。通过身份认证强化、流量智能分析、零信任架构等关键技术，结合分阶段落地策略，可有效应对边缘场景下的动态威胁，为业务创新提供坚实的安全基座。

青藤专注于关键信息基础设施领域的安全建设，凭借深厚的技术实力和创新能力，为客户提供先进、创新且有效的安全产品和解决方案。公司业务涵盖云安全、应用安全、数据安全、流量安全、终端安全等多个关键领域，形成了全方位、多层次的安全防护体系。