1. 课程导论：供应链安全背景、镜像供应链面临的信任挑战、课程目标与学习路径
1.1 供应链安全背景：从软件供应链到镜像供应链
现代云原生应用高度依赖开源组件与第三方容器镜像。据行业统计，超过 90% 的生产容器镜像包含已知漏洞或不合规的依赖项。攻击面已从传统的应用代码漏洞，扩展至整个软件供应链的构建、分发与运行时环节。
软件供应链安全的核心关注点包括：
- 依赖完整性：确保从源码到二进制制品未被篡改。
- 来源可追溯：每个制品的构建环境、材料清单（SBOM）可审计。
- 策略一致性：在构建、分发、部署各环节执行统一的安全策略。
容器镜像作为云原生应用的主要交付物，其供应链安全面临独特的挑战：镜像层多、依赖关系复杂、分发路径长、运行时不可变。传统的软件供应链安全模型（如签名、校验和）在镜像场景下需要重新设计。
关键趋势： 2023 年 OCI 规范 v1.1 正式引入
referrers API 和 subject 字段，为镜像供应链的信任元数据（签名、SBOM、扫描报告）提供了标准化的关联机制。这标志着镜像供应链安全从“点状防护”进入“协同设计”阶段。
1.2 镜像供应链面临的信任挑战
在镜像的构建、分发、部署全生命周期中，信任边界存在多个断裂点。以下表格总结了核心挑战及其影响：
| 信任环节 | 核心挑战 | 典型攻击场景 | 影响等级 |
|---|---|---|---|
| 构建阶段 | 基础镜像来源不可控，依赖链长 | 恶意基础镜像植入后门；依赖混淆攻击 | 严重 |
| 分发阶段 | 镜像仓库与传输通道的完整性 | 中间人篡改镜像层；仓库凭证泄露 | 严重 |
| 部署阶段 | 运行时镜像验证与策略执行脱节 | 部署未签名的恶意镜像；回滚至旧版本 | 高 |
| 元数据关联 | 签名、SBOM、扫描报告与镜像松散绑定 | 签名与镜像不匹配；SBOM 过期或伪造 | 高 |
| 策略一致性 | 多集群、多云环境策略碎片化 | 绕过策略部署至非受信集群 | 中 |
这些挑战的本质是：信任边界在镜像供应链的不同阶段被割裂，缺乏统一的资源模型来承载信任元数据，且分发协议（OCI Distribution Spec）在设计之初并未充分考虑信任元数据的协同传递。
常见误区： 许多团队仅依赖镜像仓库的访问控制（RBAC）来保障安全，忽略了镜像内容本身的完整性验证。一旦仓库被攻破或凭证泄露，所有镜像都将失去信任基础。
1.3 课程目标与学习路径
本课程旨在建立一套完整的镜像供应链信任边界资源模型，并基于 OCI 分发规范设计协同机制，使信任元数据（签名、SBOM、扫描结果、策略）能够与镜像本身一起被原子化地分发、验证和审计。
课程核心目标：
- 理解信任边界模型：掌握镜像供应链中信任的建立、传递与验证的数学与工程基础。
- 掌握 OCI 规范扩展：深入理解 OCI Artifact、Referrers API、Subject 字段等关键规范。
- 设计分发协同机制：学习如何将信任元数据嵌入 OCI 分发流程，实现“分发即验证”。
- 构建可落地的安全架构：通过资源模型与 API 设计，支撑策略引擎、审计系统与运行时安全。
学习路径分为四个阶段：
- 基础篇（第 1-7 章）：供应链安全背景、OCI 规范精讲、信任模型数学基础。
- 模型篇（第 8-15 章）：信任边界资源模型设计、元数据关联模型、策略模型。
- 协同篇（第 16-24 章）：OCI 分发协同设计、Referrers API 实现、签名与验证流程。
- 实践篇（第 25-30 章）：架构落地、策略引擎集成、审计与合规、案例实战。
下图展示了镜像供应链信任边界资源模型的核心概念关系：
学习建议： 本课程涉及 OCI 规范细节与资源模型设计，建议在学习过程中同步查阅 OCI Distribution Spec v1.1 和 Image Spec v1.1 的官方文档，以加深对规范原语的理解。