1. 课程导论：镜像供应链安全现状、信任边界概念、Sigstore与OCI集成价值
1.1 镜像供应链安全现状：从“构建”到“运行”的信任裂痕
现代云原生应用高度依赖容器镜像的构建、分发与部署流水线。然而，镜像供应链的攻击面正急剧扩大，传统安全模型已无法应对以下核心威胁：
- 依赖投毒：恶意第三方库或基础镜像被篡改，植入后门或漏洞。
- 构建劫持：CI/CD 管道被攻破，攻击者注入恶意层或修改镜像元数据。
- 分发篡改：镜像在传输过程中被中间人替换，或注册表存储被破坏。
- 运行时伪装：使用未签名的镜像或伪造的签名，绕过准入控制。
关键数据： 2024 年 CNCF 调查报告显示，超过 68% 的组织曾遭遇至少一次与容器镜像相关的安全事件，其中 42% 的事件直接源于未经验证的镜像来源。
传统基于“拉取时扫描”的防御策略存在严重滞后性——扫描只能发现已知漏洞，无法验证镜像的来源真实性和完整性。这引出了信任边界重构的必要性。
1.2 信任边界概念：从“围墙式”到“链式验证”
在镜像供应链中，信任边界是指安全策略从“信任内部网络”转变为“信任经过密码学验证的工件”。核心原则包括：
| 传统信任模型 | 链式信任模型（Sigstore） |
|---|---|
| 信任注册表地址（域名/IP） | 信任签名者的公钥身份（通过 OIDC 绑定） |
| 信任镜像摘要（digest） | 信任签名 + 透明度日志（Rekor） |
| 信任网络边界（防火墙/VPN） | 信任可验证的构建元数据（SLSA 证明） |
| 信任扫描报告（静态） | 信任持续验证策略（策略即代码） |
Sigstore 通过将签名、透明度日志和身份绑定整合，将信任边界从“基础设施信任”迁移到“密码学可验证信任”。
1.3 Sigstore 与 OCI 分发集成价值
OCI（Open Container Initiative）分发规范定义了镜像的存储与传输标准，但并未原生提供签名验证机制。Sigstore 通过以下方式填补了这一空白：
- 无密钥签名（Keyless Signing）：利用 OIDC 临时身份（如 GitHub OIDC、Google IAM）生成短期签名密钥，避免传统 PKI 的密钥管理负担。
- 透明度日志（Rekor）：所有签名记录写入不可篡改的 Merkle 树，支持公开审计和异常检测。
- OCI Artifact 扩展：将签名、SBOM、证明等元数据作为 OCI Artifact 与镜像关联存储，保持分发一致性。
- 策略执行（Policy Controller）：在 Kubernetes 准入阶段验证签名，确保只有经过签名的镜像才能运行。
集成价值总结： Sigstore + OCI 将镜像供应链从“拉取即信任”升级为“验证即信任”，使组织能够满足 SLSA L3+、软件供应链安全（SSDF）等合规要求，同时降低运维复杂度。
1.4 课程核心目标
通过本课程，你将掌握：
- Sigstore 组件（Cosign、Rekor、Fulcio）的部署与配置
- OCI 分发规范中 Artifact 扩展的签名存储机制
- 镜像签名策略的调优（性能、可用性、合规性平衡）
- 生产级集成方案（多集群、多注册表、大规模流水线）
前置要求： 建议具备 Kubernetes 基础操作、容器镜像构建（Dockerfile）及 CI/CD 流水线（GitHub Actions / GitLab CI）的基本经验。本课程不涉及基础容器概念教学。