kubernetes用户使用token安全认证教程

kubernetes server account的token很容易获取，但是User的token非常麻烦，本文给出一个极简的User token生成方式，让用户可以一个http请求就能获取到。

token主要用来干啥

官方dashboard登录时需要。 如果通过使用kubeconfig文件登录而文件中又没有token的话会失败，现在大部分文章都介绍使用service account的token来登录dashboard，能通，不过有问题： 第一：绑定角色时要指定类型是service account:

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: kubernetes-dashboard
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: cluster-admin
subjects:
- kind: ServiceAccount   # 这里不是User类型
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kube-system

第二：要理解kubeconfig里是解析证书把CN作为用户名的，这时service account即便与CN一样那还是两个账户，绑定角色时还需要绑定两次，有点像把service account给”人”用, 所以把service account的token扔给某个开发人员去用往往不合适，service account token更多时候是给程序用的。

想直接调用https的，没有token就会：

[root@iZj6cegflzze2l7fpcqoerZ ssl]# curl https://172.31.12.61:6443/api/v1/namespaces/default/pods --insecure
{
  "kind": "Status",
  "apiVersion": "v1",
  "metadata": {

  },
  "status": "Failure",
  "message": "pods is forbidden: User "system:anonymous" cannot list resource "pods" in API group "" in the namespace "default"",
  "reason": "Forbidden",
  "details": {
    "kind": "pods"
  },
  "code": 403
}

因为没有任何认证信息，所以匿名（anonymous）用户没有任何权限

加了token是这样的：

[root@iZj6cegflzze2l7fpcqoerZ ssl]# curl -H "Authorization: Bearer eyJhbGciOiJSUzI1NiIsImtpZCI6IkNnYzRPVEV5TlRVM0VnWm5hWFJvZFdJIn0.eyJpc3MiOiJodHRwczovL2RleC5leGFtcGxlLmNvbTo4MDgwIiwic3ViIjoiQ2djNE9URXlOVFUzRWdabmFYUm9kV0kiLCJhdWQiOiJleGFtcGxlLWFwcCIsImV4cCI6MTU1MTA5NzkwNiwiaWF0IjoxNTUwNzM3OTA2LCJlbWFpbCI6ImZodGpvYkBob3RtYWlsLmNvbSIsImVtYWlsX3ZlcmlmaWVkIjp0cnVlLCJncm91cHMiOlsiZGV2Il0sIm5hbWUiOiJmYW51eCJ9.ZqKn461UW0aGtyjyqu2Dc5tiUzC-6eYLag542d3AvklUdZuw8i9XwyaUg_f1OAj0ZsEcOybOe9_PeGMaUYzU0OvlKPY-q2zbQVC-m6u6sQw6ZXx8pi0W8k4wQSJnMaOLddCfurlYufmr8kScDBQlnKapSR0F9mJzvpKkHD-XNshQKWhX3n03g7OfFgb4RuhLjKDNQnoGn7DfBNntibHlF9sPo0jC5JjqTZaGvoGmiRE4PAXwxA-RJifsWDNf_jW8lrDiY4NSO_3O081cia4N1GKht51q9W3eaNMvFDD9hje7abDdZoz9KPi2vc3zvgH7cNv0ExVHKaA0-dwAZgTx4g" -k https://172.31.12.61:6443/api/v1/namespaces/default/pods
{
  "kind": "Status",
  "apiVersion": "v1",
  "metadata": {

  },
  "status": "Failure",
  "message": "pods is forbidden: User "https://dex.example.com:8080#fanux" cannot list resource "pods" in API group "" in the namespace "default"",
  "reason": "Forbidden",
  "details": {
    "kind": "pods"
  },
  "code": 403
}

看，虽然还是403 但是已经有了用户信息，只要给该用户授权就可正常访问了，如何授权下文介绍

token种类介绍

token的生成方式有很多，主要分成三种： 1. service account token 这个创建service account就有，存在secret里 获取比较简单，但是要区分好 User 和 service account区别 2. 普通的token，这种token就是个普通的字符串，一般是自己写一个认证的web hook, k8s认证时调用这个hook 查询token是否有效，比较low 3. 基于openid的jwt(josn web token) 这种token，认证中心把用户信息放在json里，用私钥加密，k8s拿到token后用公钥解密，只要解密成功token就是合法的而且能拿到用户信息，不需要再像认证中心请求

基于openid的jwt是本文介绍的重点。

社区用的比较多的就是dex,是一个比较完整的实现，但是对于不熟悉该技术的朋友来说还是有点门槛的，容易绕进去。 而且还存在一些使用不方便的问题。 如依赖复杂，首先得需要一个真正的用户管理程序，如ldap 或者一个auth2服务端，这还可以接受，关键是认证时可能需要依赖浏览器进行跳转授权，这在十分多的场景里就变的十分尴尬，就比如我们的场景压根没有 界面，这样生成token就成了一个大问题。 其次集成到别的系统中时往往用户已经登录过了，所以需要一个二次授权的过程才能拿到token，依赖过重导致系统难以设计。 然而如果不是集成到别的系统中，比如从0开发一个完成的PaaS平台那使用dex还是一个完美的方案。

所以我们实现了一个简单粗暴的方案，完全解放了这个过程, 只care最核心的东西。

sealyun fist介绍

input:
{
    "User": "fanux",
    "Group": ["sealyun", "develop"]
}
output:

结束,多简单，别整那么多没用的。

所以为了实现上面的功能，我们开发了 fist, fist的auth模块把dex里最核心的token生成功能以及jwt功能实现了。

生成证书

# mkdir /etc/kubernetes/pki/fist
# cd /etc/kubernetes/pki/fist
# sh gencert.sh # 脚本内容内代码

启动fist auth模块

kubectl create -f deploy/fist-auth.yaml

修改k8s apiserver启动参数

vim /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml
  - command:
    - kube-apiserver
    - --oidc-issuer-url=https://fist.sealyun.svc.cluster.local:8080
    - --oidc-client-id=example-app
    - --oidc-ca-file=/etc/kubernetes/pki/fist/ca.pem
    - --oidc-username-claim=name
    - --oidc-groups-claim=groups

获取token

curl https://fist.sealyun.svc.cluster.local:8080/token?user=fanux&group=sealyun,develop --cacert ca.pem

使用token

直接curl加bare token 见上文,加入到kubeconfig中:

kubectl config set-credentials --token=eyJhbGciOiJSUzI1NiIsImtpZCI6IkNnYzRPVEV5TlRVM0VnWm5hWFJvZFdJIn0.eyJpc3MiOiJodHRwczovL2RleC5leGFtcGxlLmNvbTo4MDgwIiwic3ViIjoiQ2djNE9URXlOVFUzRWdabmFYUm9kV0kiLCJhdWQiOiJleGFtcGxlLWFwcCIsImV4cCI6MTU1MTEwMDI5MywiaWF0IjoxNTUwNzQwMjkzLCJlbWFpbCI6ImZodGpvYkBob3RtYWlsLmNvbSIsImVtYWlsX3ZlcmlmaWVkIjp0cnVlLCJncm91cHMiOlsiZGV2Il0sIm5hbWUiOiJmYW51eCJ9.OAK4oIYqJszm1EACYW2neXTo738RW9kXFOIN5bOT4Z2CeKAvYqyOVKCWZf04xX45jwT78mATR3uas2YvRooDXlvxaD3K43ls4KBSG-Ofp-ynqlcVTpD3sUDqyux2iieNv4N6IyCv11smrU0lIlkrQC6oyxzTGae1FrJVGc5rHNsIRZHp2WrQvw83uLn_elHgUfSlsOq0cPtVONaAQWMAMi2DX-y5GCNpn1CDvudGJihqsTciPx7bj0AOXyiOznWhV186Ybk-Rgqn8h0eBaQhFMyNpwVt6oIP5pvJQs0uoODeRv6P3I3-AjKyuCllh9KDtlCVvSP4WtMUTfHQN4BigQ  kubernetes-admin

然后.kube/config 文件里的 user.client-certifacate-data 和 client-key-data就可以删了，再执行kubectl会：

[root@iZj6cegflzze2l7fpcqoerZ ~]# kubectl get pod
Error from server (Forbidden): pods is forbidden: User "https://dex.example.com:8080#fanux" cannot list resource "pods" in API group "" in the namespace "default"

说明新用户成功了

授权

[root@iZj6cegflzze2l7fpcqoerZ ~]# cat rolebind.yaml
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: read-secrets-global
subjects:
- kind: User
  name: "https://dex.example.com:8080#fanux" # Name is case sensitive
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: cluster-admin  # 超级用户给他
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

创建个role binding即可：

[root@iZj6cegflzze2l7fpcqoerZ ~]# kubectl  --kubeconfig /etc/kubernetes/admin.conf create  -f rolebind.yaml # 用管理员的kubeconfig
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/read-secrets-global created
[root@iZj6cegflzze2l7fpcqoerZ ~]# kubectl get pod # 有权限访问pod了
No resources found.

discoer info 是个json

{
"issuer": "https://accounts.google.com",
"authorization_endpoint": "https://accounts.google.com/o/oauth2/v2/auth",
"token_endpoint": "https://oauth2.googleapis.com/token",
"userinfo_endpoint": "https://openidconnect.googleapis.com/v1/userinfo",
"revocation_endpoint": "https://oauth2.googleapis.com/revoke",
"jwks_uri": "https://www.googleapis.com/oauth2/v3/certs",
"response_types_supported": [
"code",
"token",
"id_token",
"code token",
"code id_token",
"token id_token",
"code token id_token",
"none"
],
...

public keys也是个json 类似

{
"keys": [
{
"e": "AQAB",
"kty": "RSA",
"alg": "RS256",
"n": "3MdFK4pXPvehMipDL_COfqn6o9soHgSaq_V1o8U_5gTZ-j9DxO9PV7BVncXBgHFctnp3JQ1QTDF7txeHeuLOS4KziRw5r4ohaj2WoOTqXh7lqVMR2YDAcBK46asS177NpkQ1CqHIsy3kNfqhXLwTaKfdlwdA_XUfRbKORWbq0kDxV35egx35nHl5qJ6aP6fcpsnnPvHf7KWO0zkdvwuR-IX79HjqUAEg5UERd5FK4y06PRbxuXHjAgVhHu_sk4reNXNp1HRuTYtQ26DFbVaIjsWb8-nQC8-7FkTjlw9FteAwLVGOm9sTLFp73jAf0pWLh7sJ02pBxZKjsxLO1Lvg7w",
"use": "sig",
"kid": "7c309e3a1c1999cb0404ab7125ee40b7cdbcaf7d"
},
{
"alg": "RS256",
"n": "2K7epoJWl_B68lRUi1txaa0kEuIK4WHiHpi1yC4kPyu48d046yLlrwuvbQMbog2YTOZdVoG1D4zlWKHuVY00O80U1ocFmBl3fKVrUMakvHru0C0mAcEUQo7ItyEX7rpOVYtxlrVk6G8PY4EK61EB-Xe35P0zb2AMZn7Tvm9-tLcccqYlrYBO4SWOwd5uBSqc_WcNJXgnQ-9sYEZ0JUMhKZelEMrpX72hslmduiz-LMsXCnbS7jDGcUuSjHXVLM9tb1SQynx5Xz9xyGeN4rQLnFIKvgwpiqnvLpbMo6grhJwrz67d1X6MwpKtAcqZ2V2v4rQsjbblNH7GzF8ZsfOaqw",
"use": "sig",
"kid": "7d680d8c70d44e947133cbd499ebc1a61c3d5abc",
"e": "AQAB",
"kty": "RSA"
}
]
}

所以fist只需要实现这两个url 和 用私钥匙加密用户信息生成token即可。

创建密钥对

	key, err := rsa.GenerateKey(rand.Reader, 2048)
	if err != nil {
		log.Fatalf("gen rsa key: %v", err)
	}
	priv = jose.JSONWebKey{
		Key:       key,
		KeyID:     "Cgc4OTEyNTU3EgZnaXRodWI",
		Algorithm: "RS256",
		Use:       "sig",
	}
	pub = jose.JSONWebKey{
		Key:       key.Public(),
		KeyID:     "Cgc4OTEyNTU3EgZnaXRodWI",
		Algorithm: "RS256",
		Use:       "sig",
	}

私钥加密

	tok := idTokenClaims{
		Issuer:        "https://dex.example.com:8080",
		Subject:       "Cgc4OTEyNTU3EgZnaXRodWI",
		Audience:      "example-app",
		Expiry:        time.Now().Add(time.Hour * 100).Unix(),
		IssuedAt:      time.Now().Unix(),
		Email:         "fhtjob@hotmail.com",
		EmailVerified: &ev,
		Groups:        []string{"dev"},
		Name:          "fanux",
	}

	payload, err := json.Marshal(&tok)
	if err != nil {
		return
	}

	var idToken string
	if idToken, err = signPayload(&Priv, signingAlg, payload); err != nil {
		return

总结

fist核心代码已经可用，不过为了更方便使用还需要进一步梳理，敬请期待。 鉴权仅是其其中一个功能，fist定位是一个极简的k8s管理平台。