Visão geral da segurança do Cloud Service Mesh

A segurança do Cloud Service Mesh com APIs do Istio ajuda a mitigar ameaças internas e reduzir o risco de uma violação de dados, garantindo que todas as comunicações entre cargas de trabalho sejam criptografadas, mutuamente autenticadas e autorizadas.

Tradicionalmente, a microssegmentação que usa regras baseadas em IP tem sido usada para reduzir riscos de pessoas com informações privilegiadas. No entanto, a adoção de contêineres, serviços compartilhados e ambientes de produção distribuídos por várias nuvens torna essa abordagem mais difícil de configurar e ainda mais difícil de manter.

Com o Cloud Service Mesh, é possível configurar uma camada de segurança de rede contextualizada para o serviço e contextualizada para a solicitação que seja independente da segurança da rede subjacente. Por isso, o Cloud Service Mesh permite adotar uma postura de defesa que seja consistente com os princípios de segurança de confiança zero. É possível alcançar essa postura por meio de políticas declarativas e sem modificar nenhum código do aplicativo.

TLS mútuo

O Cloud Service Mesh usa TLS mútuo (mTLS) para autenticação de pares. A autenticação tem a ver com identidade: o que é este serviço? Quem é o usuário final? Posso confiar que eles são quem dizem ser?

O mTLS possibilita que as cargas de trabalho verifiquem as identidades umas das outras e e façam autenticações umas das outras. Talvez você esteja familiarizado com o TLS simples pelo seu uso em HTTPS para permitir que os navegadores confiem em servidores da Web e criptografem os dados que são trocados. Quando o TLS simples é usado, o cliente estabelece que o servidor é confiável ao validar o certificado. O mTLS é uma implementação de TLS em que o cliente e o servidor apresentam certificados um para o outro e verificam as identidades umas das outras.

O mTLS é o meio pelo qual o Cloud Service Mesh implementa autenticação e criptografia entre serviços.

No Cloud Service Mesh, o mTLS automático é ativado por padrão. Com o mTLS automático, um proxy sidecar do cliente detecta automaticamente se o servidor tem um sidecar. O sidecar do cliente envia mTLS para cargas de trabalho com sidecars e envia texto simples para cargas de trabalho sem sidecars. No entanto, os serviços aceitam o tráfego de texto simples e mTLS. Para proteger sua malha de serviço, recomendamos que você migre seus serviços para aceitar apenas o tráfego mTLS.

Para mais informações sobre a aplicação exclusiva de mTLS, consulte Cloud Service Mesh por exemplo: mTLS.

Benefícios de segurança

O Cloud Service Mesh oferece os seguintes benefícios de segurança:

  • Reduz os riscos de ataques de reprodução ou de falsificação de identidade que usam credenciais roubadas. O Cloud Service Mesh depende de certificados de mTLS para autenticar pares, em vez de tokens do portador, como JSON Web Tokens (JWT). Como os certificados de mTLS estão vinculados ao canal TLS, não é possível que uma entidade no ambiente de produção se passe por outra reproduzindo o token de autenticação sem acesso às chaves privadas.

  • Garante a criptografia em trânsito. O uso do mTLS para autenticação também garante que todas as comunicações TCP sejam criptografadas em trânsito.

  • Garante que apenas clientes autorizados possam acessar um serviço com dados confidenciais. Somente clientes autorizados podem acessar um serviço com dados confidenciais, independentemente do local da rede do cliente e das credenciais no nível do aplicativo. É possível especificar que apenas os clientes com identidades de serviço autorizadas ou nos namespaces autorizados do Kubernetes podem acessar um serviço. Também é possível usar políticas de acesso baseadas em IP para conceder acesso a clientes implantados fora da malha.

  • Reduz o risco de violação de dados do usuário na rede de produção. É possível garantir que pessoas com informações privilegiadas só possam acessar dados sensíveis por clientes autorizados. Além disso, é possível garantir que determinados clientes só tenham acesso aos dados do usuário se o cliente puder apresentar um token de usuário válido e de curta duração. Isso reduz o risco de que a violação de uma única credencial de cliente conceda a um invasor acesso a todos os dados do usuário.

  • Identifica quais clientes acessaram um serviço com dados sensíveis. O registro de acesso do Cloud Service Mesh captura a identidade mTLS do cliente, além do endereço IP. Assim, é possível entender qual carga de trabalho acessou um serviço, mesmo que a carga de trabalho seja efêmera e implantada dinamicamente, e em um cluster ou rede de nuvem privada virtual (VPC) diferente.

Recursos

Esta seção descreve os recursos que o Cloud Service Mesh oferece para perceber os benefícios de segurança.

Certificado automático e rotação de chaves

O uso do mTLS com base nas identidades de serviço permite criptografar todas as comunicações TCP e fornece uma credencial não reproduzível mais segura para controle de acesso. Um dos principais desafios do uso do mTLS em escala é o gerenciamento das chaves e dos certificados de todas as cargas de trabalho de destino. O Cloud Service Mesh cuida do rodízio de chaves do mTLS e de certificados para cargas de trabalho da malha sem interromper as comunicações. Para reduzir os riscos, é possível definir intervalos menores de atualização de certificado.

Autoridade de certificação do Cloud Service Mesh

O Cloud Service Mesh inclui uma autoridade certificadora particular multirregional gerenciada, a autoridade certificadora do Cloud Service Mesh, para emitir certificados para o mTLS. A autoridade certificadora do Cloud Service Mesh é um serviço altamente confiável e escalonável, otimizado para cargas de trabalho escalonadas dinamicamente em uma plataforma de nuvem. Com a autoridade certificadora do Cloud Service Mesh, o Google gerencia a segurança e a disponibilidade do back-end da CA. A autoridade certificadora do Cloud Service Mesh permite que você confie em uma única raiz de confiança entre os clusters. Usando a autoridade certificadora do Cloud Service Mesh, é possível confiar que os pools de identidade de carga de trabalho fornecerão isolamento geral. Por padrão, a autenticação falhará se o cliente e o servidor não estiverem no mesmo pool de Identidade da carga de trabalho.

Os certificados da autoridade certificadora do Cloud Service Mesh incluem os seguintes dados sobre os serviços do aplicativo:

  • O Google Cloud ID do projeto
  • O namespace do GKE
  • O nome da conta de serviço do GKE

Certificate Authority Service

Como alternativa à autoridade certificadora do Cloud Service Mesh, é possível configurar o Cloud Service Mesh para usar o Certificate Authority Service, que é adequado para os casos de uso a seguir:

  • Se você precisar de autoridades certificadoras diferentes para assinar certificados de carga de trabalho em clusters diversos.
  • Se você precisar fazer backup das chaves de assinatura em um HSM gerenciado.
  • sua empresa é altamente regulada e está sujeita a conformidade.
  • Se quiser vincular uma AC do Cloud Service Mesh a um certificado raiz empresarial personalizado para assinar certificados de carga de trabalho.

O custo da autoridade certificadora do Cloud Service Mesh está incluído no preço do Cloud Service Mesh. O custo do serviço da CA não está incluído no preço base do Cloud Service Mesh e é cobrado separadamente. Além disso, o serviço da CA vem com um SLA explícito, mas a autoridade certificadora do Cloud Service Mesh não.

Para essa integração, todas as cargas de trabalho no Cloud Service Mesh recebem dois papéis do IAM:

Políticas de controle de acesso baseadas na identidade (firewall)

Com o Cloud Service Mesh, é possível configurar políticas de segurança de rede baseadas na identidade mTLS em comparação com o endereço IP do par. Isso permite criar políticas que sejam independentes do local de rede da carga de trabalho. Apenas as comunicações entre clusters no mesmo Google Cloud projeto são aceitas.

Solicitar políticas de controle de acesso com base em declarações (firewall)

Além da identidade mTLS, é possível conceder acesso com base nas declarações de solicitação no cabeçalho do JWT de solicitações HTTP ou gRPC. O Cloud Service Mesh permite declarar que um JWT está assinado por uma entidade confiável. Isso significa que é possível configurar políticas que permitem o acesso de determinados clientes somente se houver uma declaração de solicitação ou um valor especificado.

Autenticação de usuário com o Identity-Aware Proxy

Use o Identity-Aware Proxy (IAP) para autenticar usuários que acessam qualquer serviço exposto em um gateway de entrada do Cloud Service Mesh. O IAP pode autenticar usuários que fazem login por um navegador, integrar-se a provedores de identidade personalizados e emitir um token JWT ou um RCToken de curta duração que pode ser usado para conceder acesso ao gateway de entrada ou a um serviço downstream (usando um sidecar). Para mais informações, consulte Como integrar o IAP ao Cloud Service Mesh.

Autenticação de usuários com o Identity Provider atual

É possível integrar o Identity Provider atual ao Cloud Service Mesh para fornecer autenticação de usuário final baseada em navegador e controle de acesso às cargas de trabalho implantadas. Para mais informações, consulte Como configurar a autenticação do usuário do Cloud Service Mesh.

Geração de registros e monitoramento de acesso

O Cloud Service Mesh garante que registros e métricas de acesso estejam disponíveis em Google Cloud Observability e fornece um painel integrado para entender os padrões de acesso de um serviço ou carga de trabalho com base nesses dados.

Em conformidade com o FIPS

O componente do plano de dados usa módulos de criptografia validados pelo FIPS 140-3.

Limitações

A segurança do Cloud Service Mesh tem a seguinte limitação:

  • A autenticação do usuário que usa o IAP exige que um serviço seja publicado na Internet. O IAP e o Cloud Service Mesh permitem configurar políticas que podem restringir o acesso a usuários e clientes autorizados em um intervalo de IP permitido. Se você optar por expor o serviço apenas a clientes na mesma rede, será necessário configurar um Policy Engine personalizado para autenticação de usuário e emissão de token.

A seguir