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Microservices sind so populär geworden, dass sie nach Meinung einiger Experten bald die Standardmethode für die Bereitstellung von Webanwendungen und -diensten sein werden. Ihre vielen Vorteile sind jedoch auch mit einigen Risiken verbunden. Daher sollten Unternehmen die Praktiken, Tools und Strategien, die sie zum Schutz ihrer Microservices vor potenziellen Cyberbedrohungen einsetzen, sorgfältig prüfen.
Microservices unterteilen eine monolithische Anwendung in kleinere, unabhängige Dienste, die in verschiedenen Umgebungen ausgeführt werden können. Jeder Microservice führt eine bestimmte Funktion aus und kommuniziert mit anderen Diensten über eine genau definierte Schnittstelle, z. B. eine HTTP-basierte API. Dieser Ansatz bietet zwar zahlreiche Vorteile wie Skalierbarkeit, Flexibilität und Agilität, bringt aber auch neue Sicherheitsherausforderungen mit sich.
Jeder Dienst wird zu einem potenziellen Einfallstor für Angreifer, und anstatt eine monolithische Anwendung zu sichern, müssen Unternehmen möglicherweise Hunderte von Diensten absichern. Die Sicherheit von Microservices bietet wirksame Strategien, um diese Dienste zu härten, ihre sichere interne und externe Kommunikation zu gewährleisten und sie vor unbefugtem Zugriff zu schützen.
Die Notwendigkeit von Sicherheitsmaßnahmen für Microservices
Erweitertes Angriffsfeld
Bei Microservices stellt jeder Dienst eine potenzielle Angriffsfläche dar. Eine Angriffsfläche bezieht sich auf die Summe der verschiedenen Punkte (Angriffsvektoren), die ein unbefugter Benutzer nutzen kann, um in Daten einzudringen oder Daten aus einer Umgebung zu extrahieren. Je mehr Microservices Sie also haben, desto breiter ist Ihre Angriffsfläche.
Angenommen, ein Angreifer erhält Zugang zu einem ungeschützten Microservice. In diesem Fall kann er diesen ausnutzen, um andere Dienste zu gefährden, den Betrieb zu stören, vertrauliche Daten zu stehlen oder andere böswillige Aktivitäten durchzuführen. Daher müssen Sie jeden Dienst so absichern, als wäre er eine eigenständige Anwendung.
API-Schwachstellen
Microservices stützen sich bei der Kommunikation häufig auf APIs. APIs können jedoch sensible Daten preisgeben, wenn sie nicht ordnungsgemäß gesichert sind. Ein Angreifer kann unsachgemäß verwaltete APIs ausnutzen, um auf private Daten zuzugreifen, was zu Datenschutzverletzungen und dem Verlust des Kundenvertrauens führt.
Die Sicherheit von Microservices umfasst die Implementierung von Maßnahmen zum Schutz Ihrer APIs, wie z. B. Verschlüsselung, Zugriffskontrolle und Ratenbegrenzung. Auf diese Weise können Sie sicherstellen, dass nur autorisierte Benutzer Zugriff auf Ihre Daten haben und das Risiko der Datenpreisgabe minimieren.
Schwachstellen im Code
Wie jede Software können auch Microservices Schwachstellen in ihrem Code aufweisen, die Angreifer ausnutzen können. Die Sicherheit von Microservices umfasst regelmäßige Codeüberprüfungen und automatisierte Tests, um diese Schwachstellen zu identifizieren und zu beheben, bevor sie ausgenutzt werden können.
Durch die Implementierung einer robusten Microservices-Sicherheitsstrategie können Sie das Risiko von Code-Schwachstellen minimieren und sicherstellen, dass Ihre Microservices-Architektur sicher bleibt.
Compliance-Risiken
Unternehmen, die in regulierten Branchen wie dem Gesundheitswesen, dem Finanzwesen und dem elektronischen Handel tätig sind, müssen verschiedene Datenschutzvorschriften einhalten. Wenn Ihre Microservices-Architektur nicht sicher ist, drohen Ihnen Strafen wegen Nichteinhaltung der Vorschriften, was zu finanziellen Einbußen führen kann.
Die Sicherheit von Microservices trägt dazu bei, dass Sie die Vorschriften einhalten, indem Sie sensible Daten schützen, Prüfprotokolle bereitstellen und im Falle eines Sicherheitsaudits Ihre Sorgfaltspflicht nachweisen können.
7 praktische Tipps zur Absicherung Ihrer Microservices
1. Verwenden Sie immer TLS/SSL, um Daten während der Übertragung zu verschlüsseln
Die erste Faustregel für die Sicherheit von Microservices ist die Verschlüsselung aller Daten bei der Übertragung mit Transport Layer Security (TLS) oder seinem Vorgänger Secure Sockets Layer (SSL). Wenn Dienste miteinander oder mit der Außenwelt kommunizieren, sollten die übertragenen Daten verschlüsselt werden, um unbefugten Zugriff oder Manipulationen zu verhindern.
Bei der Verwendung von TLS/SSL werden alle zwischen den Diensten gesendeten Informationen verschlüsselt und können nur von dem vorgesehenen Empfänger entschlüsselt werden. Das heißt, selbst wenn die Daten während der Übertragung abgefangen werden, bleiben sie sicher. Es ist auch wichtig, dass Ihre TLS/SSL-Zertifikate auf dem neuesten Stand sind und Sie die neuesten und sichersten Versionen dieser Protokolle verwenden.
Denken Sie bei der Implementierung von TLS/SSL daran, die SSL-Zertifikate zu überprüfen. Dadurch werden Man-in-the-Middle-Angriffe verhindert, bei denen sich ein Angreifer als Dienst ausgeben könnte, um Daten abzufangen und möglicherweise zu verändern. Achten Sie außerdem darauf, nicht nur die gesendeten Daten, sondern auch die Metadaten zu verschlüsseln. Dazu gehören Dienst-Header und Cookies, die ebenfalls sensible Informationen enthalten können.
2. Beschränken Sie den Zugang zu Diensten und Ressourcen auf Basis von Rollen
Ein wichtiger Bestandteil der Sicherheit von Microservices ist die Implementierung einer rollenbasierten Zugriffskontrolle (RBAC). Dies beinhaltet die Definition von Rollen für verschiedene Dienste und Benutzer und die Bereitstellung von Zugriffsberechtigungen auf der Grundlage dieser Rollen. RBAC stellt sicher, dass Dienste und Benutzer nur auf die Ressourcen zugreifen können, die sie zur Ausführung ihrer spezifischen Funktionen benötigen.
Mit RBAC können Sie den Zugriff jedes Dienstes auf das für sein ordnungsgemäßes Funktionieren erforderliche Minimum beschränken. Dieses Prinzip wird als „Least Privilege“-Prinzip bezeichnet und ist ein grundlegender Aspekt der Sicherheit. Durch die Implementierung von RBAC können Sie den Schaden, der im Falle einer Sicherheitsverletzung entstehen kann, wirksam begrenzen.
Die Implementierung von RBAC erfordert eine sorgfältige Planung und Gestaltung. Sie müssen die Rollen in Ihrem System identifizieren, die Berechtigungen, die jede Rolle benötigt, und die Dienste und Ressourcen, auf die jede Rolle Zugriff haben sollte. Sobald dies geschehen ist, können Sie Zugriffskontrolllisten oder Richtlinien implementieren, um diese Einschränkungen durchzusetzen.
3. Implementieren Sie offene Authentifizierungsmechanismen wie JWT
JSON-Web-Token (JWT) ist ein kompaktes, URL-sicheres Mittel zur Darstellung von Ansprüchen, die zwischen zwei Parteien übertragen werden sollen. Es ermöglicht die Authentifizierung und Autorisierung von Benutzern und Diensten, ohne dass ein Sitzungszustand auf dem Server aufrechterhalten werden muss. Dies macht es ideal für Microservices-Architekturen, bei denen Dienste über verschiedene Server oder sogar verschiedene geografische Standorte verteilt sein können.
Bei der ersten Authentifizierung eines Benutzers oder Dienstes erhält dieser ein JWT, das alle zur Identifizierung erforderlichen Informationen enthält. Dieses Token wird dann in jede nachfolgende Anfrage aufgenommen. Der empfangende Dienst kann das Token überprüfen und daraus die Identität und die Berechtigungen des Benutzers oder Dienstes ableiten. Auf diese Weise muss der Dienst keinen Status zwischen den Anfragen aufrechterhalten.
4. Anfragen beschränken, um Denial-of-Service-Angriffe abzuschwächen
Eine weitere wichtige Praxis bei der Sicherheit von Microservices ist die Einschränkung von Anfragen. Dabei wird die Anzahl der Anfragen, die ein Dienst in einem bestimmten Zeitraum bearbeiten kann, begrenzt. Die Anfragebeschränkung kann dazu beitragen, Ihre Dienste vor Distributed-Denial-of-Service (DoS)-Angriffen zu schützen, bei denen ein Angreifer versucht, einen Dienst mit einer großen Anzahl von Anfragen zu überlasten.
Mit der Anfragebeschränkung können Sie eine Höchstgrenze für die Anzahl der Anfragen festlegen, die ein Dienst pro Zeiteinheit verarbeiten kann. Wird dieser Grenzwert überschritten, können weitere Anfragen abgelehnt, für eine spätere Bearbeitung in eine Warteschlange gestellt oder verlangsamt werden. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass Ihr Dienst auch bei hoher Auslastung verfügbar und reaktionsfähig bleibt. Die Anforderungsdrosselung wird in der Regel durch den Einsatz eines API-Gateways vor Ihren Microservices implementiert.
5. Sammeln Sie Protokolle von allen Diensten in einer zentralen Repository
Um eine wirksame Microservices-Sicherheit zu gewährleisten, ist es wichtig, dass Sie genau wissen, was in allen Ihren Diensten passiert. Dazu müssen die Protokolle aller Dienste gesammelt und analysiert werden. Durch die Aggregation von Protokollen in einem zentralen Repository erhalten Sie einen ganzheitlichen Überblick über Ihr System und können ungewöhnliche oder verdächtige Aktivitäten erkennen.
Die Zusammenführung von Protokollen kann Ihnen helfen, Sicherheitsvorfälle schneller zu erkennen und darauf zu reagieren. Bei einem Sicherheitsverstoß können Sie anhand der Protokolle nachvollziehen, was passiert ist, wann es passiert ist und wie es passiert ist. Diese Informationen können von unschätzbarem Wert sein, wenn es darum geht, den Vorfall zu lösen und ähnliche Vorfälle in Zukunft zu verhindern.
6. Scannen des Codes auf Schwachstellen
Eine der effektivsten Methoden, die Sicherheit von Microservices zu gewährleisten, besteht darin, Schwachstellen zu finden und zu beheben, bevor sie ausgenutzt werden können. Dazu gehört das Scannen des Quellcodes auf Schwachstellen, bevor er bereitgestellt wird.
Statische Code-Analyse-Tools können Ihnen dabei helfen, häufige Sicherheitslücken in Ihrem Code zu identifizieren, z. B. Pufferüberläufe, SQL-Injection und Cross-Site-Scripting. Diese Tools können in Ihren Entwicklungsprozess integriert werden, so dass Sie Schwachstellen frühzeitig im Lebenszyklus der Softwareentwicklung erkennen und beheben können.
Die statische Code-Analyse allein reicht jedoch nicht aus. Es ist auch wichtig, eine dynamische Analyse durchzuführen, bei der Ihr Code getestet wird, während er ausgeführt wird. Auf diese Weise können Sie Schwachstellen erkennen, die im statischen Code nicht sichtbar sind, aber während der Laufzeit ausgenutzt werden könnten.
7. Verwendung eines Dienstnetzes zur Durchsetzung von Sicherheitsrichtlinien
Ein Service-Mesh ist eine dedizierte Infrastrukturebene, die die Kommunikation zwischen den Diensten in einer Microservices-Architektur erleichtert. Es kann ein leistungsfähiges Tool zur Durchsetzung von Sicherheitsrichtlinien auf Service-Ebene sein.
Mit einem Service-Mesh können Sie Sicherheitsrichtlinien wie gegenseitiges TLS, Zugriffskontrolle und Ratenbegrenzung auf Service-Ebene durchsetzen. So können Sie fein abgestufte Sicherheitskontrollen für jeden Dienst implementieren, ohne den Dienstcode ändern zu müssen.
Ein Service-Mesh bietet auch einen Einblick in Ihre Services und ermöglicht Ihnen die Überwachung und Protokollierung der gesamten Service-to-Service-Kommunikation. Dies kann Ihnen helfen, Sicherheitsvorfälle schneller zu erkennen und darauf zu reagieren.
Fazit
Die Sicherheit von Microservices ist ein wichtiger Aspekt, der nicht außer Acht gelassen werden darf. Da jeder Microservice als Einfallstor für Angreifer dienen kann, unterscheidet sich der Ansatz für ihre Absicherung von dem einer monolithischen Anwendung. Zu den Herausforderungen gehören eine erweiterte Angriffsfläche, API-Schwachstellen, Code-Schwachstellen und Compliance-Risiken.
Zu den praktischen Strategien zur Entschärfung dieser Herausforderungen gehören die Verwendung von TLS/SSL zur Verschlüsselung von Daten, die Implementierung einer rollenbasierten Zugriffskontrolle, die Einführung von offenen Authentifizierungsmechanismen wie JWT und die Beschränkung von Anfragen, um Denial-of-Service-Angriffe abzuwehren. Zusätzliche Praktiken wie die Sammlung von Protokollen, das Scannen von Quellcode und der Einsatz eines Service-Mesh helfen bei der Durchsetzung von Sicherheitsrichtlinien und bieten die nötige Übersicht. Wenn sichergestellt wird, dass jeder Microservice so sicher ist wie eine eigenständige Anwendung, trägt dies wesentlich zum Schutz der gesamten Anwendungsarchitektur vor potenziellen Cyberbedrohungen bei.
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