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基础镜像和SBOM验证

如果我们只允许部署特定类型的基础镜像，可以在获取镜像后将该信息保存到镜像证明中。

在漏洞扫描和验证中，cosign-vuln格式的证明已经包含了基础镜像信息。但这里我们将采用不同的方法，使用 syft 为镜像生成 SBOM。 SBOM 信息同样包含基础镜像信息。

在 ACP（Alauda Container Platform）中，可以使用 Tekton Pipeline 中的 trivy 或 syft 任务为镜像生成 SBOM。这里我们使用 syft 任务生成 SBOM。

功能概述

该方法使用类似 syft 的工具为镜像生成 SBOM，然后使用 Kyverno 验证 SBOM：

使用 syft Tekton 任务为镜像生成 SBOM 并附加到镜像。
配置 Kyverno 规则验证 SBOM。
使用该镜像创建 Pod 以验证 SBOM。

使用场景

以下场景需要参考本文档指导：

在 Kubernetes 集群中使用 Kyverno 实现基础镜像验证
强制执行安全策略，仅允许特定基础镜像部署
在 CI/CD 流水线中设置自动 SBOM 生成和验证
确保生产环境基础镜像合规
通过验证容器镜像的基础镜像信息，实现供应链安全控制

前提条件

已安装 Tekton Pipelines、Tekton Chains 和 Kyverno 的 Kubernetes 集群
支持镜像推送的镜像仓库
已安装并配置访问集群的 kubectl CLI
已安装 cosign CLI 工具
已安装 jq CLI 工具

流程概览

步骤	操作	说明
1	生成签名密钥	使用 cosign 创建用于签名工件的密钥对
2	设置认证	配置镜像推送的仓库凭证
3	配置 Tekton Chains	设置 Chains 使用 OCI 存储并配置签名，禁用 TaskRun SLSA Provenance
4	创建示例流水线	创建包含 syft 任务生成 SBOM 的流水线定义
5	运行示例流水线	创建并运行配置正确的 PipelineRun
6	等待签名	等待 PipelineRun 被 Chains 签名
7	获取镜像信息	从 PipelineRun 中提取镜像 URI 和摘要
8	（可选）获取 SBOM 证明	获取并验证 SBOM 证明
9	使用 Kyverno 验证	创建并应用 Kyverno 策略验证基础镜像信息
10	清理资源	删除测试资源和策略

详细步骤说明

步骤 1-3：基础环境搭建

这些步骤与快速开始：签名溯源指南相同。请按照该指南完成：

步骤 1：生成签名密钥
步骤 2：设置认证
步骤 3：配置 Tekton Chains
获取签名密钥 Secret
- 重要：此处仅为方便起见，使用了 Chains 的全局签名证书。实际使用中，可以使用单独证书对镜像漏洞信息进行签名。
- 将 Secret 导入流水线执行的命名空间。

步骤 4：创建示例流水线

这是一个 Pipeline 资源，用于构建镜像并生成 SBOM。

apiVersion: tekton.dev/v1
kind: Pipeline
metadata:
  name: chains-demo-5
spec:
  params:
    - default: |-
        echo "Generate a Dockerfile for building an image."

        cat << 'EOF' > Dockerfile
        FROM ubuntu:latest
        ENV TIME=1
        EOF

        echo -e "\nDockerfile contents:"
        echo "-------------------"
        cat Dockerfile
        echo "-------------------"
        echo -e "\nDockerfile generated successfully!"
      description: A script to generate a Dockerfile for building an image.
      name: generate-dockerfile
      type: string
    - default: <registry>/test/chains/demo-5:latest
      description: The target image address built
      name: image
      type: string
  results:
    - description: first image artifact output
      name: first_image_ARTIFACT_OUTPUTS
      type: object
      value:
        digest: $(tasks.build-image.results.IMAGE_DIGEST)
        uri: $(tasks.build-image.results.IMAGE_URL)
  tasks:
    - name: generate-dockerfile
      params:
        - name: script
          value: $(params.generate-dockerfile)
      taskRef:
        params:
          - name: kind
            value: task
          - name: catalog
            value: catalog
          - name: name
            value: run-script
          - name: version
            value: "0.1"
        resolver: hub
      timeout: 30m0s
      workspaces:
        - name: source
          workspace: source
    - name: build-image
      params:
        - name: IMAGES
          value:
            - $(params.image)
        - name: TLS_VERIFY
          value: "false"
      runAfter:
        - generate-dockerfile
      taskRef:
        params:
          - name: kind
            value: task
          - name: catalog
            value: catalog
          - name: name
            value: buildah
          - name: version
            value: "0.9"
        resolver: hub
      timeout: 30m0s
      workspaces:
        - name: source
          workspace: source
        - name: dockerconfig
          workspace: dockerconfig
    - name: syft-sbom
      params:
        - name: COMMAND
          value: |-
            set -x

            mkdir -p .git

            echo "Generate sbom.json"
            syft scan $(tasks.build-image.results.IMAGE_URL)@$(tasks.build-image.results.IMAGE_DIGEST) -o cyclonedx-json=.git/sbom.json > /dev/null

            echo -e "\n\n"
            cat .git/sbom.json
            echo -e "\n\n"

            echo "Generate and Attestation sbom"
            syft attest $(tasks.build-image.results.IMAGE_URL)@$(tasks.build-image.results.IMAGE_DIGEST) -o cyclonedx-json
      runAfter:
        - build-image
      taskRef:
        params:
          - name: kind
            value: task
          - name: catalog
            value: catalog
          - name: name
            value: syft
          - name: version
            value: "0.1"
        resolver: hub
      timeout: 30m0s
      workspaces:
        - name: source
          workspace: source
        - name: dockerconfig
          workspace: dockerconfig
        - name: signkey
          workspace: signkey
  workspaces:
    - name: source
      description: The workspace for source code.
    - name: dockerconfig
      description: The workspace for Docker configuration.
    - name: signkey
      description: The workspace for private keys and passwords used for image signatures.

TIP

本教程通过在流水线内联生成 Dockerfile 和 git-clone 任务输出，演示了简化的工作流。在生产环境中，通常会：

使用 git-clone 任务从代码仓库拉取源代码
使用源代码中的 Dockerfile 构建镜像
这样可以确保版本控制的正确性，并保持代码与流水线配置的分离

YAML 字段说明

与步骤 4：创建示例流水线相同，新增内容：
- workspaces:
  - signkey：用于镜像签名的私钥和密码的工作区。
- tasks:
  - syft-sbom：生成镜像 SBOM 并上传证明的任务。 :::

保存为 chains-demo-5.yaml 文件并应用：

$ export NAMESPACE=<default>

# 在命名空间中创建流水线
$ kubectl create -n $NAMESPACE -f chains-demo-5.yaml

pipeline.tekton.dev/chains-demo-5 created

步骤 5：运行示例流水线

这是一个 PipelineRun 资源，用于运行流水线。

apiVersion: tekton.dev/v1
kind: PipelineRun
metadata:
  generateName: chains-demo-5-
spec:
  pipelineRef:
    name: chains-demo-5
  taskRunTemplate:
    serviceAccountName: <default>
  workspaces:
    - name: dockerconfig
      secret:
        secretName: <registry-credentials>
    - name: source
      volumeClaimTemplate:
        spec:
          accessModes:
            - ReadWriteOnce
          resources:
            requests:
              storage: 1Gi
          storageClassName: <nfs>

:::details {title="YAML 字段说明"}

与步骤 5：运行示例流水线相同，仅介绍差异。
workspaces
- signkey：签名密钥的 Secret 名称。
  - secret.secretName：前面步骤中准备的签名 Secret 名称获取签名密钥 Secret。但需要创建与流水线运行相同命名空间的新 Secret。 :::

保存为 chains-demo-5.pipelinerun.yaml 文件并应用：

$ export NAMESPACE=<default>

# 在命名空间中创建流水线运行
$ kubectl create -n $NAMESPACE -f chains-demo-5.pipelinerun.yaml

等待 PipelineRun 完成。

$ kubectl get pipelinerun -n $NAMESPACE -w

chains-demo-5-<xxxxx>     True        Succeeded   2m  2m

步骤 6：等待 PipelineRun 签名完成

等待 PipelineRun 带有 chains.tekton.dev/signed: "true" 注解。

$ export NAMESPACE=<default>
$ export PIPELINERUN_NAME=<chains-demo-5-xxxxx>

$ kubectl get pipelinerun -n $NAMESPACE $PIPELINERUN_NAME -o yaml | grep "chains.tekton.dev/signed"

    chains.tekton.dev/signed: "true"

当 PipelineRun 带有该注解时，表示镜像已签名。

步骤 7：从 PipelineRun 获取镜像信息

# 获取镜像 URI
$ export IMAGE_URI=$(kubectl get pipelinerun -n $NAMESPACE $PIPELINERUN_NAME -o jsonpath='{.status.results[?(@.name=="first_image_ARTIFACT_OUTPUTS")].value.uri}')

# 获取镜像摘要
$ export IMAGE_DIGEST=$(kubectl get pipelinerun -n $NAMESPACE $PIPELINERUN_NAME -o jsonpath='{.status.results[?(@.name=="first_image_ARTIFACT_OUTPUTS")].value.digest}')

# 组合镜像 URI 和摘要，形成完整镜像引用
$ export IMAGE=$IMAGE_URI@$IMAGE_DIGEST

# 打印镜像引用
$ echo $IMAGE

<registry>/test/chains/demo-5:latest@sha256:a6c727554be7f9496e413a789663060cd2e62b3be083954188470a94b66239c7

该镜像将用于验证 SBOM。

步骤 8：（可选）获取 SBOM 证明

如果您对 SBOM 证明内容感兴趣，可以继续阅读以下内容。

有关 cyclonedx SBOM 证明的更多详情，请参考 cyclonedx SBOM attestation

根据获取签名公钥章节获取签名公钥。

# 禁用 tlog 上传并启用私有基础设施
$ export COSIGN_TLOG_UPLOAD=false
$ export COSIGN_PRIVATE_INFRASTRUCTURE=true

$ export IMAGE=<<registry>/test/chains/demo-5:latest@sha256:a6c727554be7f9496e413a789663060cd2e62b3be083954188470a94b66239c7>

$ cosign verify-attestation --key cosign.pub --type cyclonedx $IMAGE | jq -r '.payload | @base64d' | jq -s

输出类似如下，包含镜像的组件信息。

:::details {title="cyclonedx SBOM 证明"}

{
  "_type": "https://in-toto.io/Statement/v0.1",
  "predicateType": "https://cyclonedx.org/bom",
  "predicate": {
    "$schema": "http://cyclonedx.org/schema/bom-1.6.schema.json",
    "bomFormat": "CycloneDX",
    "components": [
      {
        "bom-ref": "os:ubuntu@24.04",
        "licenses": [
          {
            "license": {
              "name": "GPL"
            }
          }
        ],
        "description": "Ubuntu 24.04.2 LTS",
        "name": "ubuntu",
        "type": "operating-system",
        "version": "24.04"
      }
    ],
    "metadata": {
      "timestamp": "2025-06-07T09:56:05Z",
      "tools": {
        "components": [
          {
            "author": "anchore",
            "name": "syft",
            "type": "application",
            "version": "1.23.1"
          }
        ]
      }
    }
  }
}

:::details {title="字段说明"}

predicateType：谓词类型。
predicate：
- components：镜像组件。
  - bom-ref：组件的 BOM 引用。
  - licenses：组件的许可证。
    - license：许可证信息。
      - name：许可证名称。
      - id：许可证 ID。
  - name：组件名称。
  - type：组件类型。
  - version：组件版本。
- metadata：镜像元数据。
  - timestamp：时间戳。
  - tools：
    - components：工具组件。
      - author：工具作者。
      - name：工具名称。
      - type：工具类型。
      - version：工具版本。 :::

步骤 9：验证基础镜像信息

步骤 9.1：创建 Kyverno 策略验证基础镜像信息

TIP

此步骤需要集群管理员权限。

有关 Kyverno ClusterPolicy 的更多详情，请参考 Kyverno ClusterPolicy

策略如下：

apiVersion: kyverno.io/v1
kind: ClusterPolicy
metadata:
  name: verify-base-image
spec:
  webhookConfiguration:
    failurePolicy: Fail
    timeoutSeconds: 30
  background: false
  rules:
    - name: check-image
      match:
        any:
          - resources:
              kinds:
                - Pod
              namespaces:
                - policy
      verifyImages:
        - imageReferences:
            - "*"
            # - "<registry>/test/*"
          skipImageReferences:
            - "ghcr.io/trusted/*"
          failureAction: Enforce
          verifyDigest: false
          required: false
          useCache: false
          imageRegistryCredentials:
            allowInsecureRegistry: true
            secrets:
              # 凭证需存在 Kyverno 部署的命名空间中
              - registry-credentials

          attestations:
            - type: https://cyclonedx.org/bom
              attestors:
                - entries:
                    - attestor:
                      keys:
                        publicKeys: |- # <- 签名者的公钥
                          -----BEGIN PUBLIC KEY-----
                          MFkwEwYHKoZIzj0CAQYIKoZIzj0DAQcDQgAEFZNGfYwn7+b4uSdEYLKjxWi3xtP3
                          UkR8hQvGrG25r0Ikoq0hI3/tr0m7ecvfM75TKh5jGAlLKSZUJpmCGaTToQ==
                          -----END PUBLIC KEY-----

                        ctlog:
                          ignoreSCT: true

                        rekor:
                          ignoreTlog: true

              conditions:
                - any:
                    - key: "{{ components[?type=='operating-system'] | [?name=='ubuntu' && (version=='22.04' || version=='24.04')] | length(@) }}"
                      operator: GreaterThan
                      value: 0
                      message: "操作系统必须是 Ubuntu 22.04 或 24.04，而非 {{ components[?type=='operating-system'].name[] }} {{ components[?type=='operating-system'].version[] }}"

                    - key: "{{ components[?type=='operating-system'] | [?name=='alpine' && (version=='3.18' || version=='3.20')] | length(@) }}"
                      operator: GreaterThan
                      value: 0
                      message: "操作系统必须是 Alpine 3.18 或 3.20，而非 {{ components[?type=='operating-system'].name[] }} {{ components[?type=='operating-system'].version[] }}"
                       PkgIDs: {{ scanner.result.Results[].Vulnerabilities[?CVSS.redhat.V3Score > `1.0`].PkgID[] }}.

:::details {title="YAML 字段说明"}

策略与镜像签名验证中的大致相同。
spec.rules[0].verifyImages[].attestations[0].conditions
- type：cyclonedx SBOM 证明类型为 https://cyclonedx.org/bom
- attestors：同上。
- conditions：验证条件。
  - any：满足任一条件即可。
    - key: "{{ components[?type=='operating-system'] | [?name=='ubuntu' && (version=='22.04' || version=='24.04')] | length(@) }}"：操作系统必须是 Ubuntu 22.04 或 24.04。
    - key: "{{ components[?type=='operating-system'] | [?name=='alpine' && (version=='3.18' || version=='3.20')] | length(@) }}"：操作系统必须是 Alpine 3.18 或 3.20。 :::

保存策略为 kyverno.verify-base-image.yaml 并应用：

$ kubectl create -f kyverno.verify-base-image.yaml

clusterpolicy.kyverno.io/verify-base-image created

步骤 9.2：验证策略

在定义策略的 policy 命名空间中，创建 Pod 以验证策略。

使用构建的镜像创建 Pod。

$ export NAMESPACE=<policy>
$ export IMAGE=<<registry>/test/chains/demo-5:latest@sha256:a6c727554be7f9496e413a789663060cd2e62b3be083954188470a94b66239c7>

$ kubectl run -n $NAMESPACE base-image --image=${IMAGE} -- sleep 3600

如果基础镜像是 Ubuntu 22.04 或 24.04，Pod 将成功创建。

将 ClusterPolicy 中的条件改为只允许 Alpine 3.18 或 3.20。

conditions:
  - any:
      - key: "{{ components[?type=='operating-system'] | [?name=='alpine' && (version=='3.18' || version=='3.20')] | length(@) }}"
        operator: GreaterThan
        value: 0
        message: "操作系统必须是 Alpine 3.18 或 3.20，而非 {{ components[?type=='operating-system'].name[] }} {{ components[?type=='operating-system'].version[] }}"

然后创建 Pod 验证策略。

$ kubectl run -n $NAMESPACE deny-base-image --image=${IMAGE} -- sleep 3600

会收到如下输出：

Error from server: admission webhook "mutate.kyverno.svc-fail" denied the request:

resource Pod/policy/deny-base-image was blocked due to the following policies

verify-base-image:
  check-image: 'image attestations verification failed, verifiedCount: 0, requiredCount:
    1, error: .attestations[0].attestors[0].entries[0].keys: attestation checks failed
    for <registry>/test/chains/demo-5:latest and predicate https://cyclonedx.org/bom:
    操作系统必须是 Alpine 3.18 或 3.20，而非 ["ubuntu"] ["24.04"]'

步骤 10：清理资源

删除前面步骤中创建的 Pod。

$ export NAMESPACE=<policy>
$ kubectl delete pod -n $NAMESPACE base-image

删除策略。

$ kubectl delete clusterpolicy verify-base-image

预期结果

完成本指南后：

已成功搭建 Tekton Chains 生成 SBOM 和 Kyverno 验证基础镜像的环境
容器镜像自动包含 SBOM 信息的证明
仅允许符合要求基础镜像的镜像在指定命名空间部署
不合规基础镜像的镜像被 Kyverno 策略自动阻止
通过验证容器镜像的基础镜像信息，实现了基础的供应链安全控制

本指南为在 CI/CD 流水线中实现供应链安全提供了基础。在生产环境中，应：

配置合理的命名空间隔离和访问控制
实施安全的签名密钥管理
设置策略违规的监控和告警
定期轮换签名密钥并更新安全策略

Operator

管道

Triggers

Results

基础镜像和SBOM验证

目录

功能概述

使用场景

前提条件

流程概览

详细步骤说明

步骤 1-3：基础环境搭建

步骤 4：创建示例流水线

步骤 5：运行示例流水线

步骤 6：等待 PipelineRun 签名完成

步骤 7：从 PipelineRun 获取镜像信息

步骤 8：（可选）获取 SBOM 证明

步骤 9：验证基础镜像信息

步骤 9.1：创建 Kyverno 策略验证基础镜像信息

步骤 9.2：验证策略

步骤 10：清理资源

预期结果

参考资料

Operator

管道

Triggers

Results

#基础镜像和SBOM验证

#目录

#功能概述

#使用场景

#前提条件

#流程概览

#详细步骤说明

#步骤 1-3：基础环境搭建

#步骤 4：创建示例流水线

#步骤 5：运行示例流水线

#步骤 6：等待 PipelineRun 签名完成

#步骤 7：从 PipelineRun 获取镜像信息

#步骤 8：（可选）获取 SBOM 证明

#步骤 9：验证基础镜像信息

#步骤 9.1：创建 Kyverno 策略验证基础镜像信息

#步骤 9.2：验证策略

#步骤 10：清理资源

#预期结果

#参考资料

基础镜像和SBOM验证

目录

功能概述

使用场景

前提条件

流程概览

详细步骤说明

步骤 1-3：基础环境搭建

步骤 4：创建示例流水线

步骤 5：运行示例流水线

步骤 6：等待 PipelineRun 签名完成

步骤 7：从 PipelineRun 获取镜像信息

步骤 8：（可选）获取 SBOM 证明

步骤 9：验证基础镜像信息

步骤 9.1：创建 Kyverno 策略验证基础镜像信息

步骤 9.2：验证策略

步骤 10：清理资源

预期结果

参考资料