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如何理解云原生安全特点中的"零信任"架构?

发布日期:2025-06-23

在传统的网络安全模型中,我们习惯于构建坚固的“城堡”——在网络边界设置防火墙,默认内部是安全的,外部是危险的。然而,云原生技术的普及彻底颠覆了这一格局。容器快速启停、微服务动态交互、工作负载跨云迁移……传统的网络边界变得模糊甚至消失。IDC报告指出,超过75%的安全事件涉及内部威胁或凭证滥用,证明“信任但验证”的老路在云原生时代已行不通。

如何在这种无边界、高动态的环境中保障安全?“零信任”架构应运而生,并迅速成为云原生安全的核心特点和基石。它的核心信条非常简单却极具颠覆性:永不信任,始终验证(Never Trust, Always Verify)。本文将深入解析零信任在云原生环境中的内涵、独特体现及落地关键。

一、 零信任架构的三大核心原则

零信任并非单一技术,而是一种安全范式,其有效性建立在三个基本原则之上:

1. 验证每个请求:无论是用户访问应用、设备连接网络,还是微服务A调用微服务B,每一次访问请求都必须经过严格的身份认证和授权验证。没有“可信”区域或IP地址能获得免检特权。

2. 强制执行最小权限:任何用户、设备或工作负载,只能获得完成其当前任务所必需的最小权限。访问权限是临时的、精确的,且需根据上下文(如设备安全状态、请求时间、数据敏感度)动态调整,最大程度限制潜在破坏范围。

3. 假设网络已被渗透:零信任设计基于一个清醒的认识:攻击者可能已经存在于网络内部。因此,安全策略不再依赖单一的边界防御,而是专注于阻止攻击者在内部网络的横向移动和权限提升,将损失降至最低。

这三个原则共同构成了零信任的基石,彻底摒弃了基于网络位置的信任模型。

二、 零信任在云原生环境中的独特体现

云原生环境的动态性、分布式特性,使得零信任原则的落地呈现出独特之处:

1. 应用于微服务/API通信:在由成百上千个微服务组成的应用中,服务间的通信(东西向流量)是主要攻击面。零信任要求每一次服务间调用都必须进行双向认证和授权,确保只有合法的服务才能相互通信,有效阻止恶意服务伪装或合法服务被滥用。某头部电商平台实践表明,强制服务间mTLS和细粒度授权后,内部异常调用尝试显著下降。

2. 基于身份(而非IP)的动态策略:容器和Pod的IP地址是短暂且易变的。零信任在云原生环境的核心是基于工作负载身份(如Kubernetes Service Account, SPIFFE ID)来定义安全策略。策略关联的是服务或应用的身份标签(如`app=payment-service, env=prod`),而非易失效的IP地址。策略引擎能实时感知工作负载的创建、销毁或漂移,动态调整访问规则。

3. 与Service Mesh、API网关深度集成:Service Mesh(如Istio、Linkerd)天然提供了实现零信任的绝佳平台。其Sidecar代理可无缝为服务间通信注入mTLS加密和细粒度访问控制。API网关则成为管理南北向流量(外部访问入口)的关键控制点,对所有外部API请求执行零信任验证。这种架构层面的集成,使得零信任的实施更透明、更高效。

三、 实现零信任架构的关键着力点

将零信任理念转化为云原生环境中的实际防护能力,需要聚焦几个关键点:

1. 强大的身份基础设施:这是零信任的根基。必须为所有实体(用户、设备、工作负载、API)建立强健、可验证、生命周期可管理的统一身份体系。云原生环境中尤其要关注工作负载身份的自动化颁发与管理。

2. 持续的风险评估与信任度计算:“始终验证”不是一次性的。需要对访问主体(身份)、客体(资源)、请求上下文(设备状态、地理位置、行为基线等)进行持续的风险评估,动态计算信任度,并据此实时调整访问权限。自动化是关键。

3. 精细、动态的访问策略引擎:策略必须能表达复杂的、基于属性的访问控制规则(ABAC),并能根据风险评估结果和上下文信息动态决策。策略引擎需要高性能、高可用,以应对云原生环境的海量请求。

4. 无处不在的策略执行点:访问控制决策需要在靠近资源的地方强制执行。这依赖于广泛部署的策略执行点,如服务网格Sidecar代理、API网关、云安全组、专用微隔离代理等,形成纵深防御。

5. 全面的可视化与审计:对所有访问请求、策略决策、权限变更进行集中日志记录和审计至关重要。这不仅是合规要求,也是理解环境、检测异常、优化策略的基础。

总结:

云原生环境固有的无边界、高动态特性,决定了传统基于网络位置的信任模型必然失效。“零信任”架构以其“永不信任,始终验证”的核心理念,通过基于身份的持续验证、最小权限的动态授予、以及假设网络失陷的纵深防御设计,完美契合了云原生的安全需求。

它重塑了安全边界——从物理网络边界转向围绕每个用户、设备和工作负载的逻辑身份边界。深度集成于服务网格、API网关等技术,使得零信任在云原生环境中得以高效落地。理解和实践零信任,已不再是安全选项,而是构建弹性、安全的云原生应用的必备基石和核心特点。它代表了云时代安全防护范式的根本性转变。

青藤简介:

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。

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。

常见问题:

1. 问:零信任和传统VPN有什么区别?

答:传统VPN建立一条“可信”隧道连接内网,一旦接入通常获得广泛权限。零信任则对每次访问请求单独验证,无论用户身在何处(内网/外网),只授予最小必要权限,无默认信任,安全性更高。

2. 问:为什么在云原生中强调“基于身份”而非IP?

答:云原生环境中容器、Pod的IP地址频繁变化且生命周期短。基于IP的策略难以管理且易失效。工作负载身份(如服务账户、应用标签)是稳定且有业务含义的标识,基于身份的策略更精确、更动态、更易管理。

3. 问:实施零信任会拖慢业务速度吗?

答:初期可能涉及架构调整。但成熟落地后,通过自动化策略引擎(如Service Mesh)、声明式策略管理,能实现接近无感的细粒度控制。长远看,通过预防安全事件、减少复杂边界管理,反而提升了业务的安全性和敏捷性。

4. 问:零信任是万能的吗?能解决所有安全问题吗?

答:不是万能药。它主要解决访问控制问题,是安全架构的基石。仍需结合安全左移(开发安全)、威胁检测响应、数据安全、漏洞管理等其他措施,共同构建纵深防御体系。

本文总结:

云原生环境下,零信任架构以“永不信任,始终验证”为核,通过基于身份的持续验证、最小权限动态授权、深度集成服务网格/API网关,重塑无边界动态环境的安全基石。其落地依赖强身份、精策略、持续评估与自动化执行,是构建弹性云应用的必备安全范式。

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