Container-Scanning zur Sicherung Ihrer Container durch automatisierte Scans

Container-Scanning spielt heutzutage eine Schlüsselrolle bei der Sicherung der Infrastruktur. Dieser Artikel erklärt einfach und verständlich alles, was Sie über Container-Scanning wissen müssen:
– die Grundlagen,
– wie es funktioniert,
– die Vorteile,
– die verfügbaren Tools,

Darüber hinaus werden konkrete Beispiele angeführt, um die Herausforderungen bei der Umsetzung im beruflichen Umfeld zu verdeutlichen. In diesem Artikel werden wir sehen, wie diese Methode die Sicherheit von Containern erhöht, indem sie deren Schwachstellen aufdeckt und geeignete Lösungen vorschlägt, und sich gleichzeitig leicht in CI/CD-Pipelines integrieren lässt, um die Empfehlungen anerkannter Standards wie NIST oder CIS Benchmarks zu erfüllen.

Was ist Container-Scanning?

Definition

Container-Scanning umfasst die Analyse von Containerbildern zur Identifizierung bekannter Schwachstellen und Konfigurationsfehler. In der Praxis bedeutet diese Methode die Zerlegung eines Bildes, wie z. B. eines Docker-Bildes, in seine verschiedenen Schichten, um die einzelnen Komponenten, einschliesslich des Basisbildes, der Bibliotheken, Abhängigkeiten und Konfigurationsdateien, im Detail zu untersuchen. Diese Komponenten werden dann mit Schwachstellen-Datenbanken wie CVE oder NVD verglichen. Dieser Ansatz, der hauptsächlich auf einer Signaturensuche beruht, erleichtert die schnelle Identifizierung bereits dokumentierter Schwachstellen. Er ist Teil eines DevSecOps-Ansatzes, der darauf abzielt, die Sicherheit bereits in den frühen Phasen der Softwareentwicklung zu integrieren.

Warum ist die Sicherheit von Containern entscheidend?

Die zunehmende Verbreitung von Containern bietet erhebliche Flexibilität und Portabilität, bringt aber auch neue Risiken mit sich. Tatsächlich bedeutet die häufige gemeinsame Nutzung desselben Kerns durch Container und Host, dass eine Schwachstelle in einem einzelnen Container das gesamte System beeinträchtigen könnte. Darüber hinaus erhöht die Komplexität der Bilder, die oft aus mehreren Schichten und Abhängigkeiten bestehen, die Wahrscheinlichkeit, dass anfällige Komponenten eingebettet sind. In diesem Zusammenhang erscheint die Sicherung von Containern sowohl zur Abwehr potenzieller Bedrohungen als auch zur Erfüllung der Empfehlungen internationaler Normen wie NIST und CIS Benchmarks unerlässlich. Dank regelmässiger Bildprüfungen kann die Analyse der Container das Risiko einer Gefährdung der Umgebung begrenzen und gleichzeitig das Vertrauen der Beteiligten stärken.

Welche Arten von Schwachstellen können erkannt werden?

Beim Container-Scanning werden verschiedene Kategorien von Schwachstellen identifiziert:

• Schwachstellen im Basisbild und in den Systempaketen: Die Bildanalyse deckt Schwachstellen im Basisbild oder in den installierten Paketen auf, die zu unberechtigtem Zugriff oder zur Erhöhung von Berechtigungen führen können.
• Schwachstellen in den Abhängigkeiten der Anwendungen: Containerisierte Anwendungen stützen sich oft auf Bibliotheken und Frameworks, die bekannte Sicherheitslücken aufweisen können.
• Konfigurationsfehler: Es ist auch möglich, ungeeignete Konfigurationen zu erkennen, wie z.B. die Ausführung als Root oder die unnötige Freigabe von Ports, die ein erhebliches Risiko darstellen, wenn sie nicht behoben werden.
• Erkennung von Passwörtern, Geheimnissen und Malware: Einige Analysetools untersuchen den Inhalt von Bildern auf sensible Daten wie API-Schlüssel oder Passwörter sowie auf bösartige Binärdateien.

Durch die Integration dieser verschiedenen Analyseformen bietet das Container-Scanning einen umfassenden Überblick über die Risiken, die mit einem Containerbild verbunden sind, und ermöglicht so fundierte Entscheidungen vor der Bereitstellung.

Wie funktioniert das Container-Scanning?

Schritt 1: Analyse von Containerbildern

In diesem Schritt wird das Containerbild extrahiert und in seine verschiedenen Schichten zerlegt. Jede Schicht repräsentiert Änderungen oder Ergänzungen, die während der Erstellung des Bildes vorgenommen wurden. Nachdem die Schichten extrahiert wurden, untersucht das Analysetool sie, um die darin enthaltenen Pakete, Bibliotheken und Konfigurationsdateien zu identifizieren. Diese Elemente werden dann mit Schwachstellendatenbanken verglichen, um mögliche Übereinstimmungen mit bekannten Schwachstellen zu identifizieren. Diese signaturbasierte Methode ermöglicht eine schnelle und genaue Analyse anfälliger Komponenten. Obwohl einige fortschrittlichere Tools eine dynamische oder verhaltensbasierte Analyse beinhalten, liegt der Schwerpunkt auf diesem statischen Ansatz, der eine wichtige erste Verteidigungslinie darstellt.

Schritt 2: Überprüfung der Konfigurationen

Neben der Prüfung der Softwarekomponenten hängt die Sicherheit eines Containers grösstenteils von seiner Konfiguration ab. In dieser Phase wird überprüft, ob das Dockerfile und die Orchestrierungsdateien, wie z.B. YAML-Dateien für Kubernetes, den Best Practices für Sicherheit entsprechen. Dies beinhaltet die Überprüfung der Verwendung eines Nicht-Root-Benutzerkontos, die Einschränkung der Containerkapazitäten und die sichere Verwaltung von Geheimnissen. Die Überprüfung der Konfiguration ermöglicht somit, Fehler zu identifizieren, die auch ohne Software-Schwachstellen zu ausnutzbaren Schwachstellen führen könnten.

Schritt 3: Behebung

Die Erkennung von Schwachstellen ist nur dann wertvoll, wenn sie mit Korrekturmassnahmen einhergeht.
Sobald der Analysebericht erstellt ist, können die DevOps-Teams die Schwachstellen nach ihrem Schweregrad priorisieren. Die Behebung besteht in der Regel aus:

• Aktualisierung der anfälligen Elemente, z. B. durch Aktualisierung der Pakete oder Änderung der Abhängigkeiten,
  
• Anpassen der Konfigurationen, z. B. Ändern eines Benutzers oder Korrigieren des Dockerfiles,
  
• Anwendung alternativer Massnahmen, wenn eine sofortige Korrektur nicht durchführbar ist.

Die Integration der Analyse von Containern in die CI/CD-Pipeline macht diesen Prozess zu einem iterativen Zyklus. Nach der Anwendung der Korrekturen wird das Bild rekonstruiert und einer erneuten Analyse unterzogen, um die Behebung der Schwachstellen zu bestätigen. Dieser kontinuierliche Ansatz zur Behebung von Schwachstellen erhöht die Sicherheit und stellt sicher, dass nur zuverlässige Bilder in der Produktion bereitgestellt werden.

Die Vorteile des Container-Scannings

Proaktive Erkennung von Schwachstellen

Einer der Hauptvorteile des Container-Scannings ist seine Fähigkeit, Schwachstellen frühzeitig zu erkennen. Durch die Überprüfung jedes Bildes unmittelbar nach seiner Erstellung ermöglicht dieses Tool die Erkennung von Schwachstellen vor der Bereitstellung. Diese Früherkennung bietet mehrere Vorteile:

• Risikominimierung: Durch die frühzeitige Behebung von Schwachstellen wird das Risiko einer Gefährdung stark reduziert.
  
• Kostensenkung: Die Lösung von Problemen während der Entwicklung ist kostengünstiger als die Notfallreparatur bereits bereitgestellter Systeme,
  
• Qualitätsverbesserung: Regelmässige Bewertungen regen dazu an, Abhängigkeiten und Konfigurationen auf dem neuesten Stand zu halten und so die Softwarequalität zu verbessern.

Eingebettet in den DevSecOps-Prozess macht dieser proaktive Ansatz die Analyse von Containern zu einer wichtigen Barriere gegen Angriffe und gewährleistet ein optimales Sicherheitsniveau während des gesamten Lebenszyklus der Anwendungen.

Stärkung des Vertrauens in die Implementierungen

Die regelmässige Anwendung von Container-Scanning beim Bereitstellungsprozess erhöht die Zuverlässigkeit erheblich. Es stellt die Robustheit der Anwendungen sicher, indem es jedes Bild vor der Bereitstellung gründlich überprüft und so den internen Teams, Kunden und Partnern Sicherheit bietet. Darüber hinaus erleichtern detaillierte Berichte und Auditnachweise den Nachweis der Einhaltung von Sicherheitsstandards und regulatorischen Anforderungen, erfüllen die Anforderungen von Audits und unterstreichen das Engagement des Unternehmens für Datenschutz und kritische Infrastrukturen. Alles in allem geht das Container-Scanning über die Rolle eines technischen Tools hinaus und wird zu einem Glaubwürdigkeitsvorteil für sicherheitsbewusste Unternehmen.

Automatisierung und Integration in CI/CD-Pipelines

Eine der wesentlichen Stärken des modernen Container-Scannings ist seine nahtlose Integration in CI/CD-Pipelines. Die Automatisierung der Analyse in jeder Entwicklungsphase gewährleistet kontinuierliche Sicherheit, ohne dass häufige manuelle Eingriffe erforderlich sind. Dies bietet mehrere entscheidende Vorteile:

• Automatisierung von Scans: Jede neue Konstruktion löst automatisch eine Bildanalyse aus, um eine systematische Überprüfung zu gewährleisten,
• Zeitersparnis für Entwickler: Das Tool läuft im Hintergrund und liefert genaue Berichte, die schnelle Eingriffe ermöglichen, ohne den Arbeitsablauf zu stören,
  
• Zentralisierung der Berichte: Die Integration in Plattformen wie GitLab oder Jenkins bündelt die Analyseergebnisse und gewährleistet eine kontinuierliche Überwachung der Schwachstellen.

So passt diese Methode perfekt zu einem DevSecOps-Ansatz und garantiert geprüfte Sicherheit in jeder Phase, ohne die Implementierung zu verlangsamen.

Die beliebtesten Tools zum Scannen von Containern

Wie wählt man ein Tool aus?

Angesichts der Vielzahl der verfügbaren Lösungen ist es entscheidend, klare Kriterien für die Auswahl des für Ihre Umgebung am besten geeigneten Tools zur Analyse von Containern zu definieren.

Hier sind die wichtigsten Elemente, die Sie berücksichtigen sollten:

• Schnelle Analyse: Das Tool muss die Bilder schnell prüfen, ohne die CI/CD-Pipelines zu verlangsamen,
• Kompatibilität: Es muss sich leicht in bestehende Systeme (Docker, Kubernetes, GitLab CI usw.) über APIs oder geeignete Plugins integrieren lassen,
• Genauigkeit: Es muss eine präzise Erkennung mit einer geringen Fehlalarmquote bieten, um eine Überlastung der Teams zu vermeiden,
• Benutzerfreundlich: Eine intuitive Benutzeroberfläche und klare Berichte erleichtern die Annahme und Korrektur von Problemen,
• Wartung: Das Tool muss über eine regelmässig aktualisierte Schwachstellendatenbank und kontinuierlichen Support verfügen, unabhängig davon, ob es sich um Open Source oder kommerzielle Software handelt,
  
• Funktionaler Umfang: Einige Tools konzentrieren sich auf Software-Schwachstellen, während andere Konfigurationsanalysen, das Aufspüren von Geheimnissen oder die Überprüfung der Einhaltung von Sicherheitsstandards beinhalten.

Unter Berücksichtigung dieser Kriterien ist es wichtig, eine Lösung zu wählen, die sich nahtlos in bestehende Arbeitsabläufe einfügt und die Sicherheitsanforderungen des Unternehmens erfüllt.

Einige Beispiele für effiziente Tools

Zu den beliebtesten und zuverlässigsten Tools zum Scannen von Containern gehören:

• Trivy (Aqua Security): Ein Open-Source-Tool, das für seine Einfachheit und Geschwindigkeit bekannt ist. Es erkennt Schwachstellen in Paketen und Bibliotheken, Konfigurationsfehler und offengelegte Geheimnisse.
• Analyse von GitLab-Containern: Integriert in die CI/CD-Pipeline von GitLab bietet dieses Tool eine praktische Lösung für GitLab-Nutzer, mit automatischer Analyse der Bilder bei jedem Build.
• Wiz: Eine kommerzielle Plattform, die auf Cloud-native Sicherheit spezialisiert ist und einen Überblick über die Sicherheit von Cloud-Umgebungen bietet, einschliesslich der Prüfung von Container-Images und der Überprüfung der Einhaltung von Vorschriften.
• CrowdStrike (Falcon Cloud Security): Eine Lösung für Unternehmen, die die Analyse von Bildern mit einer Echtzeit-Überwachung von Containern in der Produktion kombiniert, um einen kontinuierlichen Schutz vom Build bis zur Ausführung zu gewährleisten.

Diese Beispiele zeigen die Vielfalt der verfügbaren Ansätze, die von einfachen Open-Source-Tools bis hin zu umfassenden Cloud-Sicherheitslösungen reichen. Sie unterstreichen die Bedeutung der Auswahl eines Tools, das auf die spezifischen Bedürfnisse und die Grössenordnung der Infrastruktur zugeschnitten ist.

Praktische Fälle und Anwendungsbeispiele

Die Implementierung von Container-Scanning bietet eine Vielzahl praktischer Anwendungen, die sich in den täglichen Betrieb integrieren lassen, die Sicherheit erhöhen und eine schnelle Reaktion auf Bedrohungen ermöglichen.

Hier sind drei illustrative Praxisbeispiele:

Fallbeispiel 1: Integration in den CI/CD-Prozess
In einem Unternehmen, das gekapselte Microservices einsetzt, löst jeder Commit die Erstellung eines Containerbildes aus, das sofort einer automatisierten Überprüfung unterzogen wird.
Wenn eine Schwachstelle entdeckt wird, wird der Prozess unterbrochen und eine Warnung an die Entwickler gesendet. Diese korrigieren dann die Abhängigkeiten oder passen die Konfiguration an, bevor der Prozess erneut gestartet wird. Dieser Ansatz stellt sicher, dass nur sichere und geprüfte Images bereitgestellt werden, wodurch die Risiken bereits in den frühen Phasen der Entwicklung reduziert werden.

Fallbeispiel 2: Audits und Einhaltung von Vorschriften
In streng regulierten Sektoren wie dem Finanzsektor ermöglicht die systematische Analyse von Produktionsbildern die Erstellung detaillierter Berichte für Sicherheitsaudits. Regelmässige Scans zeigen die Entwicklung von Schwachstellen im Laufe der Zeit auf und belegen gegenüber Auditoren,, dass das Unternehmen die Empfehlungen von Standards wie PCI-DSS oder NIST einhält. Dieser Prozess erhöht die Transparenz und gewährleistet die kontinuierliche Einhaltung regulatorischer Anforderungen.

Fallbeispiel 3: Überwachung der Sicherheit von Containerbildern
In einem Unternehmen, das ein Produkt entwickelt, das in Form eines Containers bereitgestellt wird, ermöglicht das Container-Scanning die Überprüfung der Sicherheit der im Register gespeicherten Bilder im Laufe der Zeit. Dieser Ansatz ermöglicht es, regelmässig zu überprüfen, ob die Bilder im Register immer noch die vom Unternehmen definierten Sicherheitskriterien erfüllen. Nur Bilder, die das erforderliche Sicherheitsniveau erfüllen, können dem Register hinzugefügt und darin gespeichert werden, und Bilder, die nicht mehr konform sind, können automatisch identifiziert und aus dem Register gelöscht werden.

Diese Beispiele zeigen, wie das Container-Scanning effizient in die täglichen Abläufe integriert werden kann, die Sicherheitslage des Unternehmens verbessert und eine agile Reaktion auf Bedrohungen ermöglicht. Es erweist sich somit als ein wichtiges Tool, um Umgebungen zu sichern und den modernen Anforderungen an die Cybersicherheit gerecht zu werden.

Schwierigkeiten beim Container-Scanning

Obwohl die Einführung von Container-Scanning viele Vorteile mit sich bringt, ist sie auch mit Herausforderungen verbunden, die Sie unbedingt vorhersehen müssen, um den grössten Nutzen daraus zu ziehen.
Hier ist ein Überblick über die wichtigsten Hindernisse und Lösungen zu deren Überwindung:

1. Falsche Positive und falsche Negative
Die Tools für das Container-Scanning können irrelevante Warnungen (False Positives) erzeugen, die die Teams mit unnötigen Meldungen überlasten. Umgekehrt besteht die Gefahr, dass sie echte Schwachstellen übersehen (False Negatives) und so die Sicherheit gefährden.

> Die Lösung? Eine genaue Einstellung des Tools zusammen mit einer Anpassung der Regeln kann diese Fehler minimieren. Dies hilft den Teams, sich auf die wirklich kritischen Risiken zu konzentrieren.

2. Unterschiedliche Reichweite der Analyse
Nicht alle Tools bieten die gleiche Abdeckung. Einige beschränken sich auf Systempakete, während andere auch Anwendungsabhängigkeiten oder Konfigurationen analysieren.
> Die Lösung? Es ist wichtig, die Grenzen des gewählten Tools zu kennen und es gegebenenfalls mit anderen Lösungen zu ergänzen, um eine umfassende Analyse zu gewährleisten.

3. Auswirkungen auf Leistung und Umfang
Das Analysieren einer Vielzahl von Bildern, insbesondere in weitläufigen Umgebungen oder mit grossen Datenbanken, kann viele Ressourcen verbrauchen und Anwendungen verlangsamen.
> Was ist die Lösung? Optimieren Sie die Scans, indem Sie Methoden wie Differenzialanalysen (nur Änderungen scannen) anwenden oder die Last auf mehrere Instanzen verteilen.

4. Pflege der Schwachstellendatenbank
Die Effizienz eines Tools hängt von der Aktualität seiner Schwachstellendatenbank ab. Eine veraltete Datenbank erkennt neue Schwachstellen nicht und setzt die Systeme damit Risiken aus.
> Die Lösung? Stellen Sie sicher, dass das Tool regelmässig aktualisiert wird, um angesichts neuer Bedrohungen relevant zu bleiben.

5. Organisatorische Einführung
Der Erfolg des Container-Scannings hängt von der Akzeptanz durch die Teams ab. Ein falsches Verständnis oder eine ungeeignete Konfiguration kann zu Frustration und einem Produktivitätsverlust führen.
> Die Lösung? Entwickler, Ops-Teams und Sicherheitsteams schulen und sensibilisieren, um eine effiziente und harmonische Nutzung des Tools zu gewährleisten.

Diese Herausforderungen zeigen, dass eine erfolgreiche Einführung von Container-Scanning eine durchdachte Strategie und eine schrittweise Einführung erfordert. Indem man diesen Hindernissen mit einer angemessenen Vorbereitung und einer kontinuierlichen Verbesserung der Prozesse vorgreift, ist es möglich, die Vorteile dieser Technologie zu maximieren und gleichzeitig ihre Nachteile zu minimieren.

Unsere Best Practices für das Container-Scanning

Um die Vorteile des Container-Scannings zu nutzen und die Sicherheit der Einsätze zu erhöhen, sind hier eine Reihe von Empfehlungen aus der Praxis:

• Integrieren Sie das Scannen von Anfang an und in jeder Phase des Lebenszyklus:
  Verfolgen Sie einen „Shift Left“-Ansatz, indem Sie die Analyse bereits in der Entwicklungsphase starten und dann über die gesamte CI/CD-Pipeline fortsetzen. Auf diese Weise können Schwachstellen identifiziert und behoben werden, bevor sie die Produktion erreichen. Eine hohe Scan-Frequenz in Kombination mit automatisierten Benachrichtigungen gewährleistet eine optimale Reaktionsfähigkeit der Teams.

• Automatisierte Scans in CI/CD-Pipelines :
  Konfigurieren Sie Ihre Tools so, dass bei jedem Build automatische Scans durchgeführt werden. Blockieren Sie im Falle einer kritischen Sicherheitslücke das Hinzufügen von Bildern zur Registrierung und deren Bereitstellung, bis die Sicherheitslücke behoben ist. Diese Automatisierung reduziert menschliche Fehler, gewährleistet kontinuierliche Sicherheit und zentralisiert Berichte für eine vereinfachte Nachverfolgung.

• Tools und Datenbanken auf dem neuesten Stand halten:
  Stellen Sie sicher, dass Ihre Scanner und Schwachstellendatenbanken regelmässig aktualisiert werden, um neue Bedrohungen zu erkennen. Verfolgen Sie die Sicherheitsnachrichten, um bei aufkommenden Schwachstellen Ad-hoc-Scans auszulösen und so einen proaktiven Schutz zu gewährleisten.

• Wählen Sie minimale und validierte Basis-Images:
  Verwenden Sie schlanke Bilder, die nur die wesentlichen Komponenten enthalten. Dies reduziert die Angriffsfläche, begrenzt anfällige Pakete und erleichtert die Verwaltung von Updates sowie Sicherheitsaudits.

• Priorisierung der Behebung kritischer Schwachstellen:
  Erstellen Sie eine Richtlinie zur Behebung von Schwachstellen, die auf der Schwere der Fehler basiert. Beheben Sie kritische und hohe Schwachstellen schnell, während weniger schwere Schwachstellen geplant werden können. Dieser Ansatz konzentriert die Bemühungen auf die grössten Risiken und vermeidet die Anhäufung von technischen Schulden.

• Anwendung von Sicherheitsstandards und Benchmarks:
  Verwenden Sie Referenzen wie den CIS Benchmark oder die NIST-Empfehlungen, um strenge Konfigurationsregeln festzulegen. Konfigurieren Sie Ihre Tools so, dass diese Standards überprüft werden können, um eine kontinuierliche Konformität zu gewährleisten und Audits zu erleichtern.
  

• Kontinuierliche Überwachung der bereitgestellten Container:
  Ergänzen Sie die statische Analyse von Bildern durch eine Echtzeitüberwachung der bereitgestellten Container. Tools wie Falco oder CrowdStrike erkennen ungewöhnliche Verhaltensweisen und ermöglichen so ein schnelles Eingreifen im Falle eines Vorfalls.

• Schulung der Teams in bewährten Verfahren:
  Schärfen Sie das Bewusstsein der Entwickler, Ops- und Sicherheitsteams für die Nutzung der Tools, die Interpretation von Berichten und die Durchführung von Korrekturmassnahmen. Eine starke DevSecOps-Kultur integriert Sicherheit in jeden Schritt und bereitet die Teams auf den Umgang mit Schwachstellen vor.

• Kontinuierlich bewerten und verbessern:
  Definieren Sie Leistungsindikatoren (Anzahl der gefundenen Schwachstellen, durchschnittliche Zeit bis zur Behebung usw.), um die Effizienz des Scannens zu messen. Analysieren Sie regelmässig die Ergebnisse und passen Sie Ihre Prozesse an, um mit den sich ändernden Bedrohungen Schritt zu halten.

Durch die Anwendung dieser Praktiken wird das Container-Scanning zu einem strategischen Hebel für die Sicherheit Ihrer Bereitstellungen. Es ermöglicht die proaktive Erkennung und Behebung von Schwachstellen und unterstützt gleichzeitig einen agilen und sicheren Entwicklungsansatz.