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Atlantis项目容器镜像签名方案的技术实现与安全考量

2025-05-28 15:36:43作者:裘晴惠Vivianne

容器镜像安全的重要性

在现代云原生架构中,容器镜像作为应用交付的核心载体,其安全性直接关系到整个系统的可信度。未经签名的镜像可能被篡改或植入恶意代码,导致供应链攻击风险。Atlantis作为流行的基础设施即代码工具,其容器镜像的安全保障尤为重要。

现有安全机制分析

当前Atlantis项目已通过PR #5158实现了构建过程的可验证性(Provenance Attestation),这能够证明镜像确实由特定构建流程产生。但该机制仅验证了构建来源,尚未对镜像内容本身进行密码学签名,存在中间人篡改的潜在风险。

基于Cosign的签名方案

关键技术选择

采用Sigstore生态中的Cosign工具实现签名功能,其优势在于:

  1. 支持密钥模式和密钥无关模式(Keyless)
  2. 与OCI标准完全兼容
  3. 提供完整的验证工具链

密钥管理模式比较

  • 传统密钥模式:需要安全存储PGP/ECDSA私钥,存在密钥泄露风险
  • 密钥无关模式:利用GitHub Actions的OIDC身份令牌,通过临时证书实现短期有效签名,无需长期密钥管理

技术实现细节

签名流程设计

  1. 构建阶段生成镜像摘要
  2. 通过GitHub OIDC获取短期凭证
  3. 调用Cosign进行签名
  4. 将签名关联到镜像仓库

多架构镜像处理

针对Atlantis同时构建的6种不同镜像(如amd64/arm64等),需要:

  • 为每个架构镜像生成独立签名
  • 创建统一的清单签名(Manifest List Signing)
  • 确保跨架构验证的一致性

安全增强措施

  1. 签名时效控制:密钥无关模式下签名证书默认有效期10分钟
  2. 审计追踪:所有签名操作记录到Rekor透明日志
  3. 验证集成:提供预验证的Kubernetes准入控制器配置示例

实施建议

  1. 分阶段实施:先测试环境验证,再逐步推广到生产
  2. 文档配套:需详细说明验证方法和故障排查步骤
  3. 监控机制:建立签名成功率的CI监控指标

对下游用户的影响

项目使用者可通过以下命令验证镜像完整性:

cosign verify --certificate-identity-regexp '^https://github.com/runatlantis/atlantis' \
              --certificate-oidc-issuer 'https://token.actions.githubusercontent.com' \
              atlantis/atlantis:latest

该方案将显著提升Atlantis供应链安全等级,为基础设施自动化工具树立新的安全标杆。

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