使用密钥安全地分发凭据

此页面展示了如何将敏感数据（如密码和加密密钥）安全地注入 Pod 中。

开始之前

您需要拥有一个 Kubernetes 集群，并且 kubectl 命令行工具必须配置为与您的集群通信。建议在至少有两个节点（不充当控制平面主机）的集群上运行本教程。如果您还没有集群，可以使用 minikube 创建一个，或者可以使用以下 Kubernetes 游乐场之一

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将您的秘密数据转换为 base-64 表示形式

假设您想要拥有两部分秘密数据：用户名 my-app 和密码 39528$vdg7Jb。首先，使用 base-64 编码工具将您的用户名和密码转换为 base-64 表示形式。以下是如何使用常用的 base-64 程序的示例

echo -n 'my-app' | base64
echo -n '39528$vdg7Jb' | base64

输出显示您的用户名的 base-64 表示形式为 bXktYXBw，密码的 base-64 表示形式为 Mzk1MjgkdmRnN0pi。

创建秘密

以下是一个配置文件，您可以使用它来创建一个包含您的用户名和密码的秘密

pods/inject/secret.yaml

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: test-secret
data:
  username: bXktYXBw
  password: Mzk1MjgkdmRnN0pi

1. 创建秘密

   kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/inject/secret.yaml
   

2. 查看有关秘密的信息

   kubectl get secret test-secret
   

   输出

   NAME          TYPE      DATA      AGE
   test-secret   Opaque    2         1m
   

3. 查看有关秘密的更多详细信息

   kubectl describe secret test-secret
   

   输出

   Name:       test-secret
   Namespace:  default
   Labels:     <none>
   Annotations:    <none>
   
   Type:   Opaque
   
   Data
   ====
   password:   13 bytes
   username:   7 bytes
   

直接使用 kubectl 创建秘密

如果您想跳过 Base64 编码步骤，可以使用 kubectl create secret 命令创建相同的秘密。例如

kubectl create secret generic test-secret --from-literal='username=my-app' --from-literal='password=39528$vdg7Jb'

这更方便。前面显示的详细方法明确地执行每个步骤，以演示正在发生的事情。

创建一个可以通过卷访问秘密数据的 Pod

以下是一个配置文件，您可以使用它来创建一个 Pod

pods/inject/secret-pod.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: secret-test-pod
spec:
  containers:
    - name: test-container
      image: nginx
      volumeMounts:
        # name must match the volume name below
        - name: secret-volume
          mountPath: /etc/secret-volume
          readOnly: true
  # The secret data is exposed to Containers in the Pod through a Volume.
  volumes:
    - name: secret-volume
      secret:
        secretName: test-secret

1. 创建 Pod

   kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/inject/secret-pod.yaml
   

2. 验证您的 Pod 是否正在运行

   kubectl get pod secret-test-pod
   

   输出

   NAME              READY     STATUS    RESTARTS   AGE
   secret-test-pod   1/1       Running   0          42m
   

3. 获取到 Pod 中运行的容器的 shell

   kubectl exec -i -t secret-test-pod -- /bin/bash
   

4. 秘密数据通过挂载在 /etc/secret-volume 下的卷暴露给容器。

   在您的 shell 中，列出 /etc/secret-volume 目录中的文件

   # Run this in the shell inside the container
   ls /etc/secret-volume
   

   输出显示两个文件，每个文件对应一部分秘密数据

   password username
   

5. 在您的 shell 中，显示 username 和 password 文件的内容

   # Run this in the shell inside the container
   echo "$( cat /etc/secret-volume/username )"
   echo "$( cat /etc/secret-volume/password )"
   

   输出是您的用户名和密码

   my-app
   39528$vdg7Jb
   

修改您的镜像或命令行，以便程序在 mountPath 目录中查找文件。秘密 data 映射中的每个键都成为此目录中的文件名。

将秘密键投影到特定文件路径

您还可以控制卷中投影秘密键的路径。使用 .spec.volumes[].secret.items 字段更改每个键的目标路径

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
spec:
  containers:
  - name: mypod
    image: redis
    volumeMounts:
    - name: foo
      mountPath: "/etc/foo"
      readOnly: true
  volumes:
  - name: foo
    secret:
      secretName: mysecret
      items:
      - key: username
        path: my-group/my-username

当您部署此 Pod 时，会发生以下情况

• 来自 mysecret 的 username 键在路径 /etc/foo/my-group/my-username 而不是 /etc/foo/username 处可供容器使用。
• 来自该秘密对象的 password 键不会被投影。

如果您使用 .spec.volumes[].secret.items 显式列出键，请考虑以下事项

• 仅投影 items 中指定的键。
• 要使用秘密中的所有键，必须在 items 字段中列出所有键。
• 所有列出的键必须存在于相应的秘密中。否则，卷将不会创建。

为秘密键设置 POSIX 权限

您可以为单个秘密键设置 POSIX 文件访问权限位。如果您没有指定任何权限，默认情况下将使用 0644。您还可以为整个秘密卷设置默认 POSIX 文件模式，并在需要时覆盖每个键。

例如，您可以这样指定默认模式

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
spec:
  containers:
  - name: mypod
    image: redis
    volumeMounts:
    - name: foo
      mountPath: "/etc/foo"
  volumes:
  - name: foo
    secret:
      secretName: mysecret
      defaultMode: 0400

秘密挂载在 /etc/foo 上；由秘密卷挂载创建的所有文件都具有权限 0400。

使用秘密数据定义容器环境变量

您可以在容器中将秘密中的数据用作环境变量。

如果容器已经在环境变量中使用秘密，则除非容器重新启动，否则不会看到秘密更新。有一些第三方解决方案可以在秘密更改时触发重新启动。

使用单个秘密中的数据定义容器环境变量

• 在秘密中定义环境变量作为键值对

  kubectl create secret generic backend-user --from-literal=backend-username='backend-admin'
  

• 将秘密中定义的 backend-username 值分配给 Pod 规范中的 SECRET_USERNAME 环境变量。

  pods/inject/pod-single-secret-env-variable.yaml

  apiVersion: v1
  kind: Pod
  metadata:
    name: env-single-secret
  spec:
    containers:
    - name: envars-test-container
      image: nginx
      env:
      - name: SECRET_USERNAME
        valueFrom:
          secretKeyRef:
            name: backend-user
            key: backend-username
  

• 创建 Pod

  kubectl create -f https://k8s.io/examples/pods/inject/pod-single-secret-env-variable.yaml
  

• 在您的 shell 中，显示 SECRET_USERNAME 容器环境变量的内容。

  kubectl exec -i -t env-single-secret -- /bin/sh -c 'echo $SECRET_USERNAME'
  

  输出类似于

  backend-admin
  

使用多个秘密中的数据定义容器环境变量

• 与前面的示例一样，首先创建秘密。

  kubectl create secret generic backend-user --from-literal=backend-username='backend-admin'
  kubectl create secret generic db-user --from-literal=db-username='db-admin'
  

• 在 Pod 规范中定义环境变量。

  pods/inject/pod-multiple-secret-env-variable.yaml

  apiVersion: v1
  kind: Pod
  metadata:
    name: envvars-multiple-secrets
  spec:
    containers:
    - name: envars-test-container
      image: nginx
      env:
      - name: BACKEND_USERNAME
        valueFrom:
          secretKeyRef:
            name: backend-user
            key: backend-username
      - name: DB_USERNAME
        valueFrom:
          secretKeyRef:
            name: db-user
            key: db-username
  

• 创建 Pod

  kubectl create -f https://k8s.io/examples/pods/inject/pod-multiple-secret-env-variable.yaml
  

• 在您的 shell 中，显示容器环境变量。

  kubectl exec -i -t envvars-multiple-secrets -- /bin/sh -c 'env | grep _USERNAME'
  

  输出类似于

  DB_USERNAME=db-admin
  BACKEND_USERNAME=backend-admin
  

将秘密中的所有键值对配置为容器环境变量

• 创建一个包含多个键值对的秘密

  kubectl create secret generic test-secret --from-literal=username='my-app' --from-literal=password='39528$vdg7Jb'
  

• 使用 envFrom 将秘密中的所有数据定义为容器环境变量。秘密中的键成为 Pod 中的环境变量名称。

  pods/inject/pod-secret-envFrom.yaml

  apiVersion: v1
  kind: Pod
  metadata:
    name: envfrom-secret
  spec:
    containers:
    - name: envars-test-container
      image: nginx
      envFrom:
      - secretRef:
          name: test-secret
  

• 创建 Pod

  kubectl create -f https://k8s.io/examples/pods/inject/pod-secret-envFrom.yaml
  

• 在您的 shell 中，显示 username 和 password 容器环境变量。

  kubectl exec -i -t envfrom-secret -- /bin/sh -c 'echo "username: $username\npassword: $password\n"'
  

  输出类似于

  username: my-app
  password: 39528$vdg7Jb
  

示例：使用秘密为 Pod 提供生产/测试凭据

此示例说明了一个使用包含生产凭据的秘密的 Pod 和另一个使用包含测试环境凭据的秘密的 Pod。

1. 为生产环境凭据创建一个秘密

   kubectl create secret generic prod-db-secret --from-literal=username=produser --from-literal=password=Y4nys7f11
   

   输出类似于

   secret "prod-db-secret" created
   

2. 为测试环境凭据创建一个秘密。

   kubectl create secret generic test-db-secret --from-literal=username=testuser --from-literal=password=iluvtests
   

   输出类似于

   secret "test-db-secret" created
   

   注意

   $、\、*、= 和 ! 等特殊字符将由您的 shell 解释，需要转义。

   在大多数 shell 中，最简单的密码转义方法是用单引号 (') 将密码括起来。例如，如果您的实际密码是 S!B\*d$zDsb=，您应该按如下方式执行命令

   kubectl create secret generic dev-db-secret --from-literal=username=devuser --from-literal=password='S!B\*d$zDsb='
   

   您不需要转义来自文件 (--from-file) 的密码中的特殊字符。

3. 创建 Pod 清单

   cat <<EOF > pod.yaml
   apiVersion: v1
   kind: List
   items:
   - kind: Pod
     apiVersion: v1
     metadata:
       name: prod-db-client-pod
       labels:
         name: prod-db-client
     spec:
       volumes:
       - name: secret-volume
         secret:
           secretName: prod-db-secret
       containers:
       - name: db-client-container
         image: myClientImage
         volumeMounts:
         - name: secret-volume
           readOnly: true
           mountPath: "/etc/secret-volume"
   - kind: Pod
     apiVersion: v1
     metadata:
       name: test-db-client-pod
       labels:
         name: test-db-client
     spec:
       volumes:
       - name: secret-volume
         secret:
           secretName: test-db-secret
       containers:
       - name: db-client-container
         image: myClientImage
         volumeMounts:
         - name: secret-volume
           readOnly: true
           mountPath: "/etc/secret-volume"
   EOF
   

   注意

   两个 Pod 的规范仅在一个字段上有所不同；这便于从公共 Pod 模板创建具有不同功能的 Pod。

4. 通过运行以下命令将所有这些对象应用于 API 服务器

   kubectl create -f pod.yaml
   

两个容器的文件系统上都将存在以下文件，其中包含每个容器环境的值

/etc/secret-volume/username
/etc/secret-volume/password

您可以通过使用两个服务帐户进一步简化基本 Pod 规范

1. prod-user 与 prod-db-secret
2. test-user 与 test-db-secret

Pod 规范缩短为

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: prod-db-client-pod
  labels:
    name: prod-db-client
spec:
  serviceAccount: prod-db-client
  containers:
  - name: db-client-container
    image: myClientImage

参考资料

• Secret
• Volume
• Pod

下一步

• 详细了解 Secrets。
• 了解 Volumes。