一个 46 字符的 SA Token 读到了生产数据库密码:K8s RBAC 默认绑定与最小权限加固实战
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一、现象:一条 kubectl 命令暴露了 3 个命名空间的数据库密码
去年 9 月,安全团队做一次内部红蓝对抗演练。蓝队(我们)的 payment-service 跑在 prod-payment 命名空间,部署了 4 个 Pod(Kubernetes 1.27.4,EKS 托管,节点 OS 为 Amazon Linux 2)。红队拿到一个测试环境 Pod 后,用 kubectl auth can-i list secrets --namespace prod-payment 试探——返回 yes。
30 秒内,他们 kubectl get secret db-credentials -n prod-payment -o jsonpath='{.data.password}' | base64 -d 拿到了生产 PostgreSQL 15.2 的密码,连接串里还带 host 10.42.3.17:5432 和库名 payment_prod。从拿到 token 到 RDS 控制台看到异常连接,全程 4 分 12 秒。
事后审计发现:3 个命名空间(prod-payment、prod-inventory、staging-analytics)的 ServiceAccount 都绑定了 cluster-admin 或自定义的 secret-reader ClusterRole,其中 secret-reader 的 rules 写的是 apiGroups: [""]、resources: ["secrets"]、verbs: ["get","list"]——没有 resourceNames 限定,等于"所有命名空间所有 Secret 可读"。
二、根因:K8s 的「默认绑定」机制 + 一条看似无害的 cluster-admin
从现象倒推,问题有三层:
1)默认 ServiceAccount 绑定是隐式的。 如果你在 Deployment YAML 里没有显式写 serviceAccountName,K8s 会自动绑到该命名空间的 default SA。更危险的是,很多团队为了"省事",在 CI/CD 模板里直接写 serviceAccountName: ci-deployer,而这个 SA 的 RBAC 是 cluster-admin——因为当初建这个 SA 的人只想让 CI 能 kubectl apply,顺手给了 cluster-admin,然后再也没人改过。
2)cluster-admin 是真正的"万能钥匙"。 它聚合了 cluster-admin ClusterRole,包含 apiGroups: ["*"]、resources: ["*"]、verbs: ["*"]——不只是 Secret,连 nodes、pods/exec、clusterroles 都能操作。一个拿到这个 SA token 的进程,等同于拿到了集群 root。
3)Token 的 audience 和 expiry 没有收紧。 当时用的是 Kubernetes 1.27 的 legacy token(/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token),这个 token 没有过期时间,且 audience 默认为 kubernetes.default.svc——任何能读到这个文件的进程都能用它调 API Server。即使 Pod 本身不跑敏感操作,只要它被 pods/exec 或 pods/attach 进入,token 就暴露了。
为什么红队能跨命名空间? 因为 cluster-admin 是 ClusterRole,不受命名空间隔离约束。secret-reader 虽然名字看起来"只读 Secret",但绑定的是 ClusterRoleBinding(不是 RoleBinding),同样跨命名空间生效。
三、具体做法:5 步把权限收到"够用就停"
步骤 1:关掉默认 SA 的自动绑定
在每个命名空间的 Deployment 里显式指定 serviceAccountName,并在命名空间级别禁用自动创建:
# namespace.yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: prod-payment
labels:
# 这个 label 本身不生效,只是标记;真正的禁用靠 Pod 级
---
# 每个 Pod 必须显式指定
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: payment-service
namespace: prod-payment
spec:
template:
spec:
automountServiceAccountToken: false # ← 关键:不自动挂 token
serviceAccountName: payment-sa # ← 显式指定
automountServiceAccountToken: false 会让 K8s 不往 Pod 里注入 /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/ 目录——没有 token 文件,就没有 token 可偷。
步骤 2:用 Role + RoleBinding 替代 ClusterRole + ClusterRoleBinding
把 secret-reader ClusterRole 拆成每个命名空间独立的 Role:
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
name: payment-secret-reader
namespace: prod-payment
rules:
- apiGroups: [""]
resources: ["secrets"]
resourceNames: ["db-credentials"] # ← 只读这一个 Secret
verbs: ["get"] # ← 只 get,不 list
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
name: payment-sa-bind
namespace: prod-payment
subjects:
- kind: ServiceAccount
name: payment-sa
namespace: prod-payment
roleRef:
kind: Role
name: payment-secret-reader
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
关键区别:resourceNames 限定到具体 Secret 名,verbs 只留 get(不留 list)。这样即使 token 泄露,攻击者只能读 prod-payment/db-credentials 这一个对象,list 被拒,staging-analytics 的 Secret 完全不可见。
步骤 3:给 SA Token 加 audience 和 expiry
Kubernetes 1.20+ 支持 TokenRequest,可以在 Pod spec 里指定:
spec:
template:
spec:
serviceAccountName: payment-sa
serviceAccountTokenProjection:
- audience: payment-internal-api # ← 限定 audience
expirationSeconds: 3600 # ← 1 小时过期
path: token
配合 API Server 的 --service-account-issuer=https://kubernetes.default.svc 和 --service-account-signing-key-file,token 变成带 aud 和 exp 的 JWT。拿到 token 的进程如果 audience 不匹配,API Server 直接 401——即使 token 本身是合法的。
步骤 4:用 PodSecurityPolicy / Pod Security Admission 禁掉 pods/exec
K8s 1.25+ 用 Pod Security Admission(PSA)替代了已废弃的 PSP:
# namespace 级别
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: prod-payment
labels:
pod-security.kubernetes.io/enforce: restricted
pod-security.kubernetes.io/audit: restricted
pod-security.kubernetes.io/warn: restricted
restricted profile 会拒绝 privileged: true、allowPrivilegeEscalation: true、hostPID/hostNetwork: true 等危险配置。同时,在 RBAC 层面,不要给任何非运维 SA 绑定 pods/exec 权限——这是红队进入 Pod 的最短路径。
步骤 5:审计 + 告警
# 定期跑:列出所有有 secret 读权限的 SA
kubectl auth can-i list secrets --as=system:serviceaccount:prod-payment:payment-sa --namespace=prod-payment
# 期望:yes(仅限 get + resourceNames)
# 审计日志里抓 secret 读取事件
kubectl get events -n prod-payment --field-selector=reason=BackOff
# 配合 CloudTrail / EKS audit log:
# 过滤 verb=list,resource=secrets,namespace=prod-payment,非预期 user
四、踩过的坑与反直觉之处
坑 1:automountServiceAccountToken: false 不是万能的。 如果你的 Pod 里跑了 sidecar(比如 Istio Envoy),Envoy 需要调 API Server 拉配置。关掉 token 注入后 Envoy 直接 crash-loop。解法:给 sidecar 单独一个最小权限 SA,主容器 automountServiceAccountToken: false,sidecar 用 initContainers 或 volumes 显式挂载自己的 token。
坑 2:resourceNames 只对 get 生效,对 list 无效。 如果你写了 verbs: ["get","list"] + resourceNames: ["db-credentials"],list 依然会返回该命名空间所有 Secret(resourceNames 被忽略)。所以 list 必须显式去掉,或者单独建一个 Role 只给 list 且限定 resourceNames(实际上 list + resourceNames 的组合在 K8s 1.27 里行为不一致,建议直接不用 list)。
坑 3:Token 过期 ≠ 已建立的连接断开。 加了 expirationSeconds: 3600 后,token 过期了,但已经建立的 gRPC / HTTP 长连接不会自动断开——API Server 只在每次请求时校验 token。如果你的客户端用连接池,一个 1 小时前建立的连接在 token 过期后仍能继续用 30 秒(取决于 keep-alive 超时)。所以 token expiry 是"新请求"的防线,不是"存量连接"的防线。
坑 4:kubectl auth can-i 的 --as 参数可以模拟任意 SA,但需要 cluster-admin 权限。 这意味着:如果你用 cluster-admin 账号去审计"其他 SA 能不能读 Secret",你的权限本身就暴露了——审计账号应该是只读 RBAC 的独立 SA,而不是复用 cluster-admin。
五、结论与可复用清单
核心原则:K8s 的权限模型是"默认全有,再减",但安全加固应该是"默认全无,再加"。 每次新建 Deployment,先问自己三个问题:
- 这个 Pod 需不需要调 API Server?不需要 →
automountServiceAccountToken: false,结束。 - 需要 → 它需要哪些资源、哪些 verb?用 Role(不是 ClusterRole)+
resourceNames精确限定。 - Token 的 audience 和 expiry 设了没有?设了 → 配合 API Server 的
--service-account-issuer验证。
可复用检查清单(每次发布前跑一遍):
# 1. 确认没有 Pod 用 default SA
kubectl get pods -A -o json | jq -r '.items[] | select(.spec.serviceAccountName == null or .spec.serviceAccountName == "default") | .metadata.namespace + "/" + .metadata.name'
# 2. 确认没有 ClusterRoleBinding 绑到非运维 SA
kubectl get clusterrolebindings -o json | jq -r '.items[] | .subjects[] | select(.kind == "ServiceAccount") | .name + " → " + .namespace'
# 3. 确认所有 SA 的 token 都有 expiry
kubectl get pods -A -o json | jq -r '.items[] | .spec.serviceAccountTokenProjection // "none"'
# 4. 确认 secret 读取权限是 Role(非 ClusterRole)
kubectl get rolebindings -A -o json | jq -r '.items[] | select(.roleRef.name | test("secret")) | .metadata.namespace + "/" + .metadata.name'
一句话总结:46 个字符的 token 能读到 3 个命名空间的数据库密码,根因不是 token 太短,而是默认绑定 + cluster-admin + 无 expiry 三连。把这三件事拆开修,每个命名空间的权限面从"全集群所有 Secret"缩到"本命名空间 1 个 Secret 的 get",攻击面缩小两个数量级。