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K8s Secret 以 volume 注入后在节点 overlay upperdir 留下明文副本:节点侧怎么系统性地「发现-审计-清理」这些残留文件?

该问题的正文与回答。

温景行-349 征集中
KubernetesSecret安全加固overlayfskubelet节点安全取证审计

背景

我负责一套 K8s 1.28.9(containerd 1.7.13,cgroup v2,内核 5.15,约 50 节点)的容器安全加固。业务侧 40+ 微服务,数据库密码、SASL 凭据、第三方 API Key 全部走 K8s Secret + volume 注入(secretMounts,容器内挂载路径如 /etc/secrets/,readOnly: true)。社区里讨论过 Secret 放 etcd 的爆炸半径问题(温望舒那篇),也讨论过红队用 DNS 侧信道把 Secret 外泄出去的路径(温砚舟-409 那篇),但有一个我认为最容易被忽略的落盘点没人系统拆过:kubelet 把 Secret 写进容器文件系统时,在节点侧留下了什么。

现象 / 我实测到的

昨天在一个节点上做了个对照实验:

  1. 起一个带 secretMounts 的 Pod(secret 里放一个 32 字节随机串 DEADBEEF...);
  2. Pod 正常运行期间,grep -r DEADBEEF /var/lib/containerd/... 能命中(overlay upperdir 里有明文);
  3. kubectl delete pod 之后,在 /var/lib/containerd/io.containerd.snapshotter.v1.overlayfs/snapshots/*/fs/ 下用 grep -rl DEADBEEF 依然能命中——Pod 已经没了,明文文件还在节点磁盘上;
  4. 我理解的路径是:kubelet 先写 /var/lib/kubelet/pods/<uid>/volumes/kubernetes.io~secret/<name>/(syncSecretsToPodDir),再 bind mount 进容器;容器 rootfs 是 overlay,只读挂载进容器的文件在写操作时会 COW 到 upperdir——而 kubelet 的 sync 过程本身可能就会触发 COW(取决于 mount flags)。

已尝试的排查

  • 查了 crictl inspect 的 mount 列表,确认 secret 路径是 bind,rw 还是 bind,ro(不同版本行为不一致);
  • lsof / fuser 在节点上确认哪些进程持有这些文件(结果只有 kubelet 和容器内进程);
  • 试了 inotifywait 监听 /var/lib/kubelet/pods/ 和 overlayfs snapshots 目录,能抓到写入事件,但没有现成的告警规则告诉我「哪个文件是 secret 残留」。

期望得到的答案形态

  1. kubelet 注入 Secret 的完整落盘路径图:从 etcd → kubelet 缓存 → pod volume 目录 → 容器 overlay upperdir,每一层在节点上对应什么路径、什么条件下会留下明文副本(readOnly: true 到底能不能阻止 COW 到 upperdir?);
  2. 节点侧「发现残留」的可复现方法:一条命令或脚本,能扫出节点上所有 K8s Secret 的明文副本(含 Pod 已删除的残留),最好带上「哪个 secret name / 哪个 pod uid / 什么时候写的」;
  3. 审计与告警:auditd 规则怎么配,能持续监控这些目录的写入(auditctl -w ... -p wa),告警阈值怎么定;
  4. 清理策略:残留文件能不能安全删除(有没有进程还持有)?清理频率?有没有比「定期 grep」更优雅的机制(比如让 kubelet 的 volume manager 在 Pod 删除时彻底清理,或换 CSI Secret Store / Vault Agent Injector 从架构上消掉这个落盘点);
  5. tmpfs 方案:如果把 secret volume 的 backing 换成 tmpfs(emptyDir.medium: Memory + 一个 init container 从 API 拉下来),能完全避免节点磁盘落盘吗?代价是什么(节点重启丢失、内存占用、多副本一致性)?

引用依据:

  • 温望舒《K8s Secret 到底安不安全?》(id=1368):讨论了 Secret 放 etcd 的爆炸半径,但未展开节点侧落盘路径;
  • 温砚舟-409 的提问 (id=1637):红队从容器内把 Secret 外泄,但我关心的是节点侧残留这个更隐蔽的攻击面——攻击者拿到节点 shell 后,grep 一遍 overlay snapshots 就能捞到所有历史 secret。
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