Fortschritte und Herausforderungen in der Cloud-Native-Security auf der KubeCon 2025

Die KubeCon + CloudNativeCon 2025 in Atlanta markierte einen wichtigen Meilenstein für die Cloud-Native-Landschaft. Während die Cloud Native Computing Foundation (CNCF) ihr 10-jähriges Bestehen feierte und bemerkenswerte Fortschritte in der Open-Source- und Cloud-Native-Software präsentierte, rückte auch die wachsende Komplexität und die damit verbundenen Sicherheitsherausforderungen stärker in den Fokus. Die Konferenz verdeutlichte, dass mit der Zunahme von Anwendungen und der fortschreitenden Digitalisierung auch die potenzielle Angriffsfläche für Cyberattacken wächst. Dies stellt Entwickler und Sicherheitsexperten vor die Aufgabe, Schwachstellen proaktiv zu beheben und zu vermeiden, um die Integrität und Sicherheit von Cloud-Native-Systemen zu gewährleisten.

Zunehmende Schwachstellen in CNCF-Projekten

Die Analyse der CNCF-Projekte im Jahr 2025 ergab einen Anstieg der gemeldeten Schwachstellen um 16 Prozent im Vergleich zum Vorjahr. Besonders besorgniserregend sind die vermehrten Angriffe auf die Lieferkette im Open-Source-Umfeld. Ein aktuelles Beispiel hierfür ist der sogenannte "Shai-Hulud"-Wurm, der über 500 Pakete des NPM-Ökosystems kompromittierte. Solche Vorfälle unterstreichen die Dringlichkeit, robuste Sicherheitsstrategien zu implementieren, die alle Phasen des Software-Lebenszyklus abdecken.

Ein wichtiger Ansatz zur Abwehr dieser Bedrohungen ist die regelmäßige Auditierung der verwendeten Software. Organisationen wie der Open Source Technology Improvement Fund (OSTIF) unterstützen hierbei, indem sie CNCF-Projekte auf Schwachstellen überprüfen. Beispielsweise wurden im Bericht zu KubeVirt 15 Schwachstellen identifiziert, darunter eine mit hoher Kritikalität. Auch für das Service Mesh Linkerd wurden sieben Schwachstellen festgestellt, wovon eine als hochkritisch eingestuft wurde. Diese Audits zeigen, dass selbst etablierte Projekte kontinuierlicher Überprüfung bedürfen.

Ein weiteres Problemfeld sind Schwachstellen in Container-Images. Docker reagierte darauf im Mai 2025 mit der Einführung von Docker Hardened Images (DHI), welche auf abgespeckten Versionen der ursprünglichen Container-Images basieren. Dies reduziert die Angriffsfläche erheblich, da weniger Softwarekomponenten enthalten sind. Minimus, ein weiterer Akteur in diesem Bereich, geht noch einen Schritt weiter und bietet "Minimal Images" an, die alle 24 Stunden auf aktualisierte Komponenten geprüft werden. Behebt ein Update eine bekannte Schwachstelle, wird eine neue Version des Container-Images generiert. Diese Methode ist besonders im Open-Source-Umfeld nützlich, da sie tagesaktuelle Software mit minimalen Schwachstellen bereitstellt.

Neue Herausforderungen durch KI und Agenten

Die rasante Entwicklung der Künstlichen Intelligenz (KI) bringt neue Dimensionen in die Cybersecurity-Diskussion ein. Fragen nach dem Vertrauen zwischen KI-Agenten, dem sicheren Zugriff auf Daten für Entscheidungsprozesse und der Integrität von KI-Modellen werden zunehmend relevanter. Unternehmen wie Cyberark adressieren diese Fragen und entwickeln Produkte, die sich auf agentenbasierte KI konzentrieren. Der Ansatz von Cyberark behandelt KI-Agenten ähnlich wie menschliche Benutzer, indem Identitätsmanagement und Zugriffsrechte über eine zentrale Identity Security Platform verwaltet werden. Die Kommunikation erfolgt dabei verschlüsselt, und zukünftige Pläne sehen vor, die Integrität von KI-Modellen durch Signaturen abzusichern.

Enterprise-Level Kubernetes-Security mit Open Source

Für Unternehmen, die Kubernetes-Cluster betreiben, stellen sich komplexe Sicherheitsanforderungen, die über grundlegende Maßnahmen hinausgehen und Compliance-Standards wie DSGVO oder ISO 27001 berücksichtigen müssen. Die Frage, welche Sicherheitslösungen notwendig sind und ob Open-Source-Tools diese Anforderungen erfüllen können, ist zentral. Dabei werden folgende Kriterien für Enterprise-Sicherheitslösungen als maßgeblich angesehen:

• Management-Visibility: Umfassende Analysen, Dashboards und Reporting zur Früherkennung von Risiken sowie die Integration mit anderen Enterprise-Tools wie Jira oder ServiceNow. Ein zentrales SIEM (Security Information and Event Management) und die Anbindung an Identitätsmanagementsysteme wie Active Directory oder OpenID Provider sind ebenfalls entscheidend.
• Hohe Skalierbarkeit: Die Lösungen müssen software- und provideragnostisch sein und sich über APIs automatisieren lassen, um den Anforderungen komplexer Netzwerk-Topologien und hybrider Cloud-Lösungen gerecht zu werden.
• Compliance: Die Tools müssen strenge Compliance-Anforderungen erfüllen, was Self-Hosting-Optionen, Audit-Logs und professionellen Support einschließt.

Grundlegende Sicherheitsprinzipien

Vor der Betrachtung spezifischer Tools sind einige grundlegende Sicherheitsprinzipien von Bedeutung:

• Das Onion-Prinzip: Implementierung von Sicherheit auf mehreren Ebenen, um eine mehrschichtige Verteidigung zu gewährleisten.
• "Principle of Least Privilege": Jeder Benutzer und jede Applikation erhält nur die minimal erforderlichen Rechte.
• Begrenzung der Angriffsfläche: Deaktivierung nicht benötigter Software oder Funktionen, um potenzielle Schwachstellen zu minimieren.

Absicherung der Kubernetes Control Plane

Die Control Plane als Herzstück des Kubernetes-Clusters erfordert besondere Schutzmaßnahmen:

• Private Networking: Betrieb in einem privaten Netzwerk zur Einschränkung des Zugriffs.
• Authentifizierung: Starke Authentifizierung über OIDC oder SAML für den Zugriff auf die Kubernetes API.
• Managed Services: Nutzung von Managed Services der Cloud-Anbieter für automatische Patches und Sicherheitsupdates.
• Kubernetes Dashboard: Nutzung im Read-Only-Modus oder vollständige Deaktivierung in produktiven Umgebungen.

Die rollenbasierte Zugriffskontrolle (RBAC) ist essenziell, um Berechtigungen präzise zu steuern. Roles definieren Rechte auf Ressourcen, die entweder an einen Namespace gebunden oder clusterweit definiert werden. Durch Network Policies wird der Netzwerkzugriff auf Pod-Ebene gesichert, indem eingehender und ausgehender Traffic durch Ingress- oder Egress-Regeln eingeschränkt wird. Helm-Releases erleichtern dabei die Implementierung von RBAC und Network Policies.

Absicherung von Pods

Für die Absicherung von Applikationen innerhalb eines Pods werden folgende Maßnahmen empfohlen:

• Automount deaktivieren: Der Standard-Service-Account eines Namespaces sollte nicht automatisch gemountet werden.
• Container-Image-Versionen: Verwendung fester Versionen anstelle des "latest"-Tags.
• Reduzierte Base Images: Erstellung von Containern mit minimalen Base Images zur Reduzierung der Angriffsfläche.

Bedrohungen und Sicherheitsmaßnahmen

Typische Bedrohungen erstrecken sich über die CI/CD-Pipeline, das Deployment und den Cluster selbst. In der CI/CD-Pipeline sind manipulierte Images und Schwachstellen im Code Risiken. Dagegen helfen Image Signing und Vulnerability Scanning. Beim Deployment können Fehlkonfigurationen zu Sicherheitslücken führen, die durch Governance-Richtlinien und Policies verhindert werden. Im Cluster sind Manipulationen des Datenverkehrs, unberechtigte Netzwerkzugriffe und Sicherheitslücken in laufenden Diensten Bedrohungen. Hier kommen Mutual TLS (mTLS), Layer 7 Policies, kontinuierliches Vulnerability Scanning und Runtime-Security-Tools wie Falco zum Einsatz.

Open-Source-Tools im Detail

Die Auswahl des richtigen Open-Source-Tools für den Enterprise-Einsatz erfordert eine sorgfältige Abwägung. Wichtige Kriterien sind aktive Community-Unterstützung, regelmäßige Updates, Einsatz in produktiven Umgebungen, Qualität der Dokumentation, Funktionsumfang und Erweiterbarkeit sowie die Unterstützung gängiger Plattformen.

Image Signing

Notation und Cosign (von sigstore) sind die populärsten Tools zum Signieren von Container-Images. Beide bieten Kommandozeilenschnittstellen zum Signieren und Verifizieren. Cosign zeichnet sich durch "Keyless Signing" aus, bei dem kurzlebige Zertifikate über OIDC-Identitäten und eine Certificate Authority wie Fulcio signiert werden. Zudem unterstützt Cosign ein "Transparency Log" für bessere Nachvollziehbarkeit.

Vulnerability Scanning

Trivy von Aqua Security ist ein vielseitiges Tool, das schnelle Scans für Container und Anwendungen in verschiedenen Programmiersprachen ermöglicht. Der Trivy Operator kann Container auch zur Laufzeit im Cluster scannen. Clair ist komplexer im Setup, bietet aber mehr Flexibilität bei der Auswahl der Vulnerability-Datenbank und ist für spezielle Anforderungen wie Air-Gap-Netzwerke geeignet.

Policy-Management

Open Policy Agent (OPA) mit seiner Policy-Sprache Rego ermöglicht die Definition komplexer Regeln und ist nicht nur in Kubernetes, sondern auch in anderen Bereichen wie Terraform einsetzbar. Kyverno hingegen bietet Kubernetes-native Policies, die einfacher zu verstehen und anzuwenden sind und die Generierung sowie Bereinigung von Kubernetes-Ressourcen ermöglichen.

Mutual TLS

Service Meshes wie Istio und Linkerd ermöglichen eine sichere Kommunikation zwischen Services durch mTLS. Linkerd ist einfacher zu konfigurieren, während Istio erweiterte Funktionen im Bereich Traffic-Management und Zero Trust Networking bietet. Dabei wird in jeden Applikations-Pod ein Proxy injiziert, der die verschlüsselte Kommunikation transparent für die Anwendung abwickelt.

Runtime Security

Tetragon, Falco und Aqua Tracee sind wichtige Open-Source-Tools zur Überwachung von Containern zur Laufzeit. Sie nutzen eBPF für einen leichtgewichtigen Einblick in Systemaktivitäten und eignen sich sowohl zur Erkennung von Sicherheitsvorfällen als auch zur automatisierten Reaktion darauf. Kommerzieller Support wird oft von den jeweiligen Anbietern (Cilium für Tetragon, Aqua für Tracee) angeboten.

Bewertung der Enterprise-Eignung

Die Bewertung der Open-Source-Tools anhand der definierten Enterprise-Anforderungen zeigt, dass sie in vielen Bereichen leistungsfähig sind, jedoch Anpassungen erfordern können:

• Management-Visibility: Hier bestehen oft Lücken bei der vollständigen Integration in Dashboards und Enterprise-Tools. Eigene Anpassungen oder der Einsatz von Dritt-Tools sind häufig notwendig.
• Skalierbarkeit: Die meisten Tools sind gut skalierbar und automatisierbar, was für den Einsatz in großen Unternehmen entscheidend ist.
• Compliance: Self-Hosting wird unterstützt, jedoch fehlen oft direkte Anbindungen an SIEM-Systeme für Audit Logs. Professioneller Support ist häufig nur über Drittanbieter oder kommerzielle Versionen verfügbar.

Es wird deutlich, dass Open-Source-Tools nicht immer direkt "Enterprise-ready" sind und oft zusätzliche Anpassungen erfordern. Diese Anpassungen können sich jedoch lohnen, um Unabhängigkeit von Cloud-Lösungen zu wahren und internes Fachwissen aufzubauen. In bestimmten Fällen kann eine SaaS-Lösung die wirtschaftlichere Wahl sein, insbesondere wenn die Kosten für Eigenbetrieb und Entwicklung zu hoch sind.

Fazit

Die KubeCon + CloudNativeCon 2025 hat gezeigt, dass die Cloud-Native-Welt stetig wächst, aber auch immer komplexere Sicherheitsherausforderungen mit sich bringt. Open-Source-Tools bieten eine solide Grundlage für die Bewältigung dieser Herausforderungen und verfügen über die notwendigen Funktionen. Für den Einsatz in Enterprise-Umgebungen sind jedoch oft Erweiterungen im Bereich Management Reporting, Integration in bestehende Tool-Landschaften und Compliance-Anforderungen notwendig. Kubernetes selbst bietet bereits eine starke Basis für eine Sicherheitsstrategie, die durch gezielte Open-Source-Lösungen ergänzt werden kann. Die Entscheidung zwischen Eigenentwicklung mit Open-Source-Tools und dem Einsatz kommerzieller SaaS-Lösungen sollte sorgfältig auf Basis der individuellen Unternehmensanforderungen und -ressourcen getroffen werden. Die Notwendigkeit, Sicherheit als integralen Bestandteil des gesamten Entwicklungs- und Betriebsprozesses zu verstehen und umzusetzen, bleibt dabei von höchster Priorität.

Bibliographie

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