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Chiffrement d’une image de container

Le chiffrement d’une image de container est un sujet assez peu évoqué. Les premiers exemples de solution n’apparaissant qu’à partir de 2019, poussé en particulier par Brandon Lum de IBM.

Le support de ces fonctionnalités ne semble pas très répandu pour le moment. Du côté des outils, nous parlons actuellement de buildah et skopeo pour la partie build, containerd et cri-o pour la partie runtime et enfin docker distribution pour la partie registry. A priori, il ne semble pas y avoir de support dans docker, mais un commentaire au détour d’une issue GitHub semblait indiquer que cela sera le cas. Je n’ai en revanche pas trouvé d’annonce ou de roadmap permettant de valider ce point.

Voici à la suite, les étapes de mon test de chiffrement d’une image de container, réalisé sous ArchLinux, mais transposable à toute autre distribution, à condition de pouvoir installer l’ensemble de dépendances.

Préparation

Installation des Dépendances

Sous ArchLinux, installation des composants:

$ sudo pacman -S docker containerd buildah podman minikube kubectl helm
$ sudo systemctl start docker
$ sudo gpasswd -a <user> docker

Registre d’image local

Démarrage d’un registre local pour y stocker l’image chiffrée que je vais générer.

$ sudo systemctl start docker  
$ sudo systemctl status docker
$ sudo docker run -d -p 5000:5000 --restart=always --name registry registry:2

Génération du couple de clé

$ openssl genrsa -out testKey.pem 2048
$ openssl rsa -in testKey.pem -pubout -out testKey.pub.pem

Création d’une image basique

$ mkdir app
$ cd app
$ nano Dockerfile
$ nano secret-file

Avec pour contenu du Dockerfile:

FROM nginx:latest
COPY secret-file /secret-file

Et secret-file, un simple fichier texte contenant une chaîne de caractère aléatoire.

Construction de l’image

$ sudo buildah bud -t encrypted-test .

Export

Export vers le registre local.

$ sudo buildah push --tls-verify=false --encryption-key jwe:../testKey.pub.pem encrypted-test localhost:5000/vvision/encrypted-test:latest

Export local dans une archive oci.

$ sudo buildah push --encryption-key jwe:../testKey.pub.pem  encrypted-test oci-archive:encrypted-test:latest

Nettoyage

Suppression de toutes les images locales.

$ sudo buildah rmi --all

Récupération de l’image

$ sudo buildah pull --tls-verify=false --decryption-key keys/testKey.pem localhost:5000/vvision/encrypted-test

Exécution

$ sudo podman run -it localhost:5000/vvision/encrypted-test
/bin/bashroot@3e3c1ccde93c:/# cat secret-file
ASecretSecret

Vérification

Tentative de récupération de l’image depuis le registre local, sans préciser la clef.

$ sudo buildah pull --tls-verify=false localhost:5000/vvision/encrypted-test Getting image source signatures
Copying blob 302a0c0a162e [--------------------------------------] 0.0b / 914.0b
Copying blob 83e2b8dcdf4b [--------------------------------------] 0.0b / 27.1MiB
Copying blob 9b30e9f5d77e [--------------------------------------] 0.0b / 617.0b
Copying blob 0f9f80250abf [--------------------------------------] 0.0b / 134.0b
Copying blob 7c9b3bc4d85b [--------------------------------------] 0.0b / 26.3MiB
Copying blob 538a8875d492 [--------------------------------------] 0.0b / 678.0b
Error decrypting layer sha256:83e2b8dcdf4bfca8bea0b23e771e84074e4cc308bf892bd6d63b3a0c9dab0564: missing private key needed for decryption

Utilisation dans Kubernetes

Démarrage d’un cluster Kubernetes avec minikube.

$ minikube start --network-plugin=cni --enable-default-cni --container-runtime=cri-o --bootstrapper=kubeadm --insecure-registry="<local_ip_addr>:5000"
$ minikube dashboard

Mécanisme de synchronisation des clefs

Installation du composant responsable déploiement de la clef de déchiffrement.

$ git clone https://github.com/IBM/k8s-enc-image-operator.git
$ cd k8s-enc-image-operator
$ kubectl create namespace enc-key-sync
$ helm install --namespace=enc-key-sync k8s-enc-image-operator ./helm-operator/helm-charts/enckeysync/

Ajout de la clé dans Kubernetes Secret

$ kubectl create -n enc-key-sync secret generic --type=key --from-file=testKey.pem test-decryption-key

Déploiement du container

$ kubectl run test-enc --image=localhost:5000/vvision/encrypted-test

Conclusion

Au moment de mes premiers tests, je ne crois pas avoir rencontré de difficulté à récupérer l’image dans le registre local. Néanmoins, lors de tests plus récents, je n’ai pas réussi à reproduire ce fonctionnement sur d’autres plateformes. En revanche, une récupération depuis le registre docker, ou celui proposé dans la Google Cloud Plateform fonctionne.

Il me reste maintenant à reproduire ce mécanisme sur un cas réel complet, c’est-à-dire, de l’intégration au processus et aux outils de CI/CD, à la configuration du cluster Kubernetes cible, avec pour objectif un déploiement de la solution en production.

Sources