2. Sigstore 核心组件：Cosign、Fulcio、Rekor、Gitsign 的功能与架构

Sigstore 并非单一工具，而是一套由多个开源组件构成的软件供应链安全基础设施。其核心设计理念是去中心化、透明、免密钥管理，通过四个主要组件——Cosign、Fulcio、Rekor 和 Gitsign——协同工作，实现容器镜像、二进制文件、Git 提交等制品的签名、验证与审计。

下图展示了 Sigstore 各组件的协作关系与数据流：

2.1 Cosign：签名与验证的 CLI 工具

Cosign 是 Sigstore 生态中最核心的命令行工具，负责容器镜像、Blob 文件、SBOM 等制品的签名、验证和存储。它消除了传统 PGP 密钥管理的复杂性，支持多种签名模式。

核心功能

• 镜像签名：对 OCI 容器镜像进行签名，支持密钥对、密钥托管（KMS）和密钥less 模式。
• 镜像验证：验证签名是否有效，并检查签名是否已记录在 Rekor 透明日志中。
• 附件签名：支持对 SBOM、in-toto 布局等附件进行签名。
• 密钥管理：支持本地密钥对、云 KMS（AWS KMS、GCP KMS、Azure Key Vault）以及硬件安全模块。
• OCI 仓库集成：签名作为 OCI 制品存储在镜像仓库中，与镜像生命周期一致。

架构要点

2.2 Fulcio：无密钥签名的证书颁发机构

Fulcio 是 Sigstore 的证书颁发机构（CA），实现了无密钥签名（Keyless Signing）的核心能力。它根据用户的 OIDC 身份签发短期 X.509 证书，证书有效期通常为 10 分钟，大幅降低了密钥泄露风险。

核心功能

• OIDC 身份验证：接受来自 GitHub、GitLab、Google、Microsoft 等 OIDC 提供商的身份令牌。
• 短期证书签发：为每个签名操作签发一次性证书，证书中包含用户的身份信息。
• 证书链验证：Fulcio 的根证书公开可查，验证者可以追溯证书链。
• 审计追踪：所有签发的证书信息被记录到 Rekor 日志中。

架构要点

2.3 Rekor：不可篡改的透明日志

Rekor 是 Sigstore 的透明日志系统，为所有签名操作提供不可篡改的审计记录。它基于 Merkle 树 数据结构，确保一旦记录写入，就无法被删除或修改。

核心功能

• 签名记录存储：存储签名元数据、证书信息、签名者身份、时间戳等。
• Merkle 树验证：提供树头（Tree Head）和包含证明（Inclusion Proof），验证记录是否被篡改。
• 搜索与查询：支持按哈希值、公钥、email 等字段搜索签名记录。
• 时间戳服务：为记录提供可信时间戳，支持长期验证。

架构要点

2.4 Gitsign：Git 提交的密钥less 签名

Gitsign 是 Sigstore 生态中专为 Git 提交签名 设计的工具。它替代了传统的 GPG 签名，使用 Fulcio 签发的短期证书对 Git 提交进行签名，并将签名记录写入 Rekor 日志。

核心功能

• Git 提交签名：使用 git commit -S 命令，自动通过 Fulcio 获取证书并签名。
• Git 标签签名：支持对 Git 标签进行签名。
• 身份验证：通过 OIDC 身份（如 GitHub 账号）绑定提交者身份。
• 验证集成：与 GitHub、GitLab 等平台集成，在 UI 中显示已验证的签名。

架构要点

# 配置 Gitsign 作为 Git 签名工具
git config --global gpg.format x509
git config --global gpg.x509.program gitsign
git config --global commit.gpgsign true

# 使用 Gitsign 签名提交
git commit -S -m "feat: add new feature"

2.5 组件对比与选型建议