openshift scc解析

首先区分下下面两个privileged的区别:

• • 容器 privileged
  • scc privileged

因为某些原因有些容器通常需要会以privileged权限运行，此时该容器拥有了node节点的root权限，可能会造成安全隐患。但大部分场景下容器其实并不需要这么大的权限(如仅使用节点挂载目录的容器不需要有网络权限)。scc就是为了防止这种情况发生的，它对容器权限又作了进一步的细化，可以看作是容器外围的一个权限管控组件，这样如果scc没有授予相应的权限，即使给容器设置了privileged(类似docker run --privileged)它也无法真正获得该权限。scc的privileged就相当于对容器不做任何限制，即该组件无效。参考

SCC使用UserID，FsGroupID以及supplemental group ID和SELinux label等策略，通过校验Pod定义的ID是否在有效范围内来限制pod的权限。如果校验失败，则Pod也会启动失败。SCC的策略值设置为RunAsAny表示pod拥有该策略下的所有权限。否则只有pod的SCC设置与SCC策略匹配时才能通过认证。

　　SCC可能会给出所允许的策略的值的范围(如Must RunAsRange)，如果pod中没有指定对应策略的值，则默认使用该pod所在的project中的最小值。

一个自定义的SCC如下：

$ oc get project default -o yaml
...
metadata:
  annotations:  #当SCC策略非RunAsAny时提供默认值
    openshift.io/sa.scc.mcs: s0:c1,c0 #在pod或SCC没有定义SELinux时提供默认值
    openshift.io/sa.scc.supplemental-groups: / #允许的group ID范围。可以支持多个范围，使用逗号分隔
    openshift.io/sa.scc.uid-range: / #允许的user ID范围，仅支持单个范围
 
$ oc get scc my-custom-scc -o yaml
...
fsGroup:
  type: MustRunAs #MustRunAs强制进行group ID校验，并为容器提供默认group，本SCC的默认group ID为5000。如果SCC未定义该字段，则默认使用1000000000。使用RunAsAny不会校验有效范围(允许所有group id) 
  ranges:
  - min:
    max:
runAsUser:
  type: MustRunAsRange #MustRybAsRange强制对user ID进行校验，并提供默认UID。本SCC的默认UID为1000100000。如果SCC未定义该字段，则默认使用1000000000。其他类似为MustRunAsNonRoot和RunAsAny。可以用于定义访问目标存储的ID
  uidRangeMin:
  uidRangeMax:
seLinuxContext: #
  type: MustRunAs #设置为MustRunAs，容器使用创建时定义的SCC SELinux选项，或使用project的默认MCS。RunAsAny表示不对SELinux校验
  SELinuxOptions:
    user: <selinux-user-name>
    role: ...
    type: ...
    level: ...
supplementalGroups:
  type: MustRunAs #同FSGroup
  ranges:
  - min:
    max: 

M/N表示M为起始ID，范围为M~M+N-1

Supplemental groups ID用于控制访问共享存储，如NFS，Gluster FS，而fsGroup用于控制访问块存储，如Ceph RBD，iSCSI。OpenShift容器中挂载的卷和目标存储拥有相同的权限。如目标存储的UID为1234，groupID为5678，则mount到node和容器中的卷同样拥有这些ID值。因此容器的进程需要匹配一个或两个ID才能使用这些卷。pod中的supplementalGroups和fsGroup在系统层面是不作区分的，只是用于在pod层面区分不同的场景，pod在定义这类值后，会添加到器系统的supplemental groups中。

验证：

SCC主要涉及User Strategy，SELinux Context Strategy，FSGroup Strategy以及Supplemental Groups Strategy四大策略。下面通过对hostpath挂载卷的访问来验证SCC的功能。

首先创建一个serviceaccount作为pod的授权对象

# cat new-sa.yaml
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: new-sa

然后创建一个单独的SCC，名称为new-scc。后面会使用hostpath的卷进行验证，因此设置allowHostDirVolumePlugin: true；所有的策略设置为RunAsAny，即不对pod的权限进行校验，如果pod没有设置这些策略的值，则使用project中提供的默认值。为不影响当前环境，使用新创建的SCC进行验证，内容如下:

# cat new-scc.yaml
allowHostDirVolumePlugin: true
allowHostIPC: false
allowHostNetwork: false
allowHostPID: false
allowHostPorts: false
allowPrivilegedContainer: false
allowedCapabilities: 
- '*'
apiVersion: v1
defaultAddCapabilities: []
fsGroup:
  type: RunAsAny
groups:
- system:authenticated
kind: SecurityContextConstraints
metadata:
  annotations:
    kubernetes.io/description: for test scc
  name: new-scc
priority: null
readOnlyRootFilesystem: false
runAsUser:
  type: RunAsAny
seLinuxContext:
  type: RunAsAny
supplementalGroups:
  type: RunAsAny
volumes:
- configMap
- downwardAPI
- emptyDir
- persistentVolumeClaim
- projected
- secret

使用如下命令创建serviceaccount，scc，并将创建的new-scc授权给给serviceaccount

# oc create -f new-sa.yaml
# oc create -f new-scc.yaml
# oadm policy add-scc-to-user new-scc system:serviceaccount:monitor:new-sa

创建一个deploymentconfig，为方便定位问题，使用了centos镜像(centos镜像功能比较全)。该deploymentconfig配置了新创建的serviceaccount，且Pod中没有配置任何SCC限制。

apiVersion: v1
kind: DeploymentConfig
metadata:
  name: centos
  namespace: monitor
spec:
  replicas:
  template:
    metadata:
      labels:
        busybox: 'true'
    spec:
      containers:
        - args:
          image: 'centos:v2'
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          name: busybox
          securityContext:
            runAsUser:
            runAsGroup: 2000  #该特性在k8s 1.10之后才支持，本环境未支持，参见Support for RunAsGroup as a pod security context
          volumeMounts:
            - mountPath: /centos
              name: centos-volume
      securityContext: {}
      nodeSelector:
        kubernetes.io/hostname: test
      volumes:
        - hostPath:
            path: /home/testHostPath
          name: centos-volume
      serviceAccountName: new-sa
  triggers:
    - type: ConfigChange

host上/home/testHostPath的权限如下：

# ls -Z
drwxr-xr-x. root root unconfined_u:object_r:home_root_t:s0 testHostPath

直接创建该deploymentconfig(oc create -f centos.yaml)，通过oc describe pod可以看到该pod使用了设置的scc和serviceaccount

Annotations:            openshift.io/scc=new-scc
......
Containers:
  busybox:
    ......
    Mounts:
      /centos from centos-volume (rw)
      /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from new-sa-token-q5rxk (ro)

进入容器,可以看到该文件夹已经挂载进去,但没有任何权限操作该文件夹

sh-4.2$ cd /centos
sh-4.2$ ls
ls: cannot open directory .: Permission denied

登陆该容器所在node节点，查看该容器的SELinux设置如下，显然创建的文件夹的SELinux与容器不匹配，将host上文件夹的SELinux设置为与容器相匹配。

# docker inspect c21736278d1a|grep "MountLabel"
        "MountLabel": "system_u:object_r:svirt_sandbox_file_t:s0:c15,c10",

# chcon -Rt svirt_sandbox_file_t testHostPath/

解决完SELinux之后，查看该容器对应进程(docker inspect $CONTAINERID |grep Pid)的信息/proc/$PID/status(具体含义参见/proc/[pid]/status)。可以看到该容器使用的user id为1000，group id为0，supplemental groups为100023000。user id和supplemental groups(Groups)使用了所在project的默认值，group id(含fsgroup)则使用了0。

# cat /proc//status
......
Uid:    1000    1000    1000
Gid:
FDSize:
Groups: 1000230000
......

# oc describe project monitor
Name:                   monitor
Created:                 weeks ago
Labels:                 <none>
Annotations:            openshift.io/description=
                        openshift.io/display-name=
                        openshift.io/sa.scc.mcs=s0:c15,c10
                        openshift.io/sa.scc.supplemental-groups=/
                        openshift.io/sa.scc.uid-range=/

到此为止，容器可以读取groupid为0的文件夹，但挂载的testHostPath的DAC权限为755，没有给group id为0的用户组写权限，因此需要设置DAC权限。这样容器就可以对该挂载的文件夹进行读写了。

# chmod 775 testHostPath/

• 下面以runAsUser为例验证SCC对pod的限制。将值从RunAsAny修改为如下内容(oc edit scc new-scc)，即允许的user ID范围为为[3000,4000]。

runAsUser:
  type: MustRunAsRange
  uidRangeMax:
  uidRangeMin: 

重新创建该deploymentconfig，出现如下错误，即user ID无效。说明SCC对pod中进程的user ID进行了限制，只有符合条件的进程才能执行(本例中pod使用了project的默认值)。其他策略如fsGroup，supplementalGroups，seLinuxContext也类似，只有pod的策略值(未设置则使用默认值)与SCC相匹配才能通过SCC认证。

Error creating: pods "centos-1-" is forbidden: unable to validate against any security context constraint: [provider restricted: .spec.containers[].securityContext.volumes[]: Invalid value: "hostPath": hostPath volumes are not allowed to be used securityContext.runAsUser: Invalid value: : UID on container busybox does not match required range. Found , required min:  max: ]

• 紧接上述设置进行验证，设置pod的User id=4000(配置文件见下)。将host上的testHostPath权限修改如下，此时pod受DAC限制将无法访问挂载的/centos目录(此时pod使用uid=4000，gid=0)

# cd /home
# chown -R : testHostPath/
# chmod 770 testHostPath/

从容器中可以看到挂载的目录的DAC权限与host一致，此时pod的group作为other group，无法执行读写操作。

$ ls -Z /drwxrwx---. 5000 6000 unconfined_u:object_r:container_file_t:s0 centos
...

下面使用supplementalGroups进行授权访问，修改deploymentconfig内容如下，添加supplementalGroups的支持

apiVersion: v1
kind: DeploymentConfig
metadata:
  name: centos
  namespace: monitor
spec:
  replicas:
  template:
    metadata:
      labels:
        busybox: 'true'
    spec:
      containers:
        - args:
          image: 'centos:v2'
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          name: busybox
          securityContext:
            runAsUser:
            runAsGroup:
          volumeMounts:
            - mountPath: /centos
              name: centos-volume
      securityContext:
        supplementalGroups: []
      nodeSelector:
        kubernetes.io/hostname: test
      volumes:
        - hostPath:
            path: /home/testHostPath
          name: centos-volume
      serviceAccountName: new-sa
  triggers:
    - type: ConfigChange

重新创建该deploymentconfig，进入容器，查看id，可以发现supplementgroups新增了6000，这样就可以在挂载卷中进行读写操作了。

$ id
uid= gid=(root) groups=(root),,

TIPS:

• 通常使用supplemental group ID或fsGroup作为访问存储的凭证
• SCC对应kubernetes的PodSecurityPolicy，其在v1.14中为beta版本
• 可以通过oc get pod <pod_name> -o yaml命令查看pod使用的SCC，对应annotation的key为openshift.io/scc。
• openshift role和clusterrole用于控制pod服务对openshift资源的访问；而SCC用于控制pod的启动和对挂载卷的访问
• 注意：给openshift的默认serviceaccount添加privileged权限的命令是：oc adm policy add-scc-to-user privileged -z default，而不是oc adm policy add-scc-to-user privileged default。

参考：

• https://docs.openshift.com/container-platform/3.6/install_config/persistent_storage/pod_security_context.html
• https://docs.openshift.com/enterprise/3.0/architecture/additional_concepts/authorization.html#roles