1. 课程导论：镜像供应链安全背景、容量水位巡检的意义、Cosign签名在供应链中的作用
1.1 镜像供应链安全背景
云原生时代，容器镜像已成为应用交付的核心载体。然而，镜像供应链正面临前所未有的安全挑战：从基础镜像的拉取、依赖包的引入，到构建、推送、部署的每一个环节，都可能成为攻击者的突破口。2023年全球容器安全报告显示，超过60%的企业在生产环境中运行过包含已知高危漏洞的镜像，而针对镜像仓库的投毒、篡改和供应链劫持攻击同比增长了240%。
核心痛点：镜像供应链的“不可信”问题——你拉取的镜像真的是你期望的那个吗？中间是否被篡改？依赖的第三方组件是否已被植入后门？
镜像供应链安全主要面临以下三大威胁：
| 威胁类别 | 典型攻击场景 | 影响范围 |
|---|---|---|
| 镜像投毒 | 攻击者向公共仓库上传包含恶意软件的镜像，伪装成流行组件 | 全量拉取该镜像的用户 |
| 中间人篡改 | 在镜像拉取过程中劫持传输链路，替换镜像层数据 | 特定网络环境下的所有拉取请求 |
| 仓库劫持 | 攻破镜像仓库凭证，直接修改已存储的镜像标签或层 | 该仓库下的所有消费者 |
| 依赖链污染 | 在基础镜像或系统包中植入漏洞，通过层层继承扩散 | 所有基于该基础镜像构建的上层应用 |
1.2 容量水位巡检的意义
在镜像供应链中，“容量水位”指镜像仓库、制品存储、网络带宽等资源的实际使用量与阈值的比例关系。容量水位巡检并非简单的资源监控，而是供应链稳定性的第一道防线。当仓库存储接近上限、拉取并发超过集群承载、或镜像层缓存命中率下降时，整个CI/CD流水线将面临阻塞甚至中断风险。
容量水位巡检的核心价值体现在三个维度：
- 预防性运维：在资源耗尽前触发告警，避免流水线因存储满或带宽瓶颈而失败，保障交付连续性。
- 成本优化：识别长期闲置的镜像版本和冗余层，通过清理策略降低存储成本，典型场景下可节省30%-50%的仓库存储费用。
- 安全联动：异常容量波动（如短时间内大量镜像推送或拉取）往往是供应链攻击的前兆，巡检数据可为安全事件溯源提供关键线索。
实践建议：容量水位巡检应纳入日常SRE巡检清单，建议巡检频率为：核心仓库每5分钟一次，普通仓库每30分钟一次。阈值设置需结合业务峰值历史数据，避免频繁误报。
1.3 Cosign签名在供应链中的作用
Cosign是Sigstore项目下的开源容器镜像签名工具，它解决了镜像供应链中“谁创建的、是否被篡改”这一核心信任问题。与传统的PGP签名不同，Cosign利用无密钥（Keyless）签名模式，结合OIDC身份认证，使得开发者无需管理复杂的密钥对即可完成镜像签名。
Cosign在镜像供应链中扮演以下关键角色：
- 完整性验证：通过数字签名确保镜像从构建到部署的每一个层都未被篡改，任何对镜像内容的修改都会导致签名验证失败。
- 来源认证：签名绑定签名者的身份信息（如GitHub账号、邮箱），验证者可以确认镜像确实来自声称的发布者，防止冒名顶替。
- 策略执行：在Kubernetes集群中集成Cosign验证准入控制器，只允许经过签名的镜像运行，从源头阻断未签名的恶意镜像。
- 审计追溯：所有签名操作记录在不可篡改的透明日志（Rekor）中，为事后审计和取证提供完整链路。
注意：Cosign签名不是银弹。它解决的是“信任”问题，而非“漏洞”问题。一个经过签名的镜像仍然可能包含安全漏洞，因此签名验证必须与漏洞扫描、策略引擎等工具配合使用，形成纵深防御体系。
1.4 三者关系与课程定位
镜像供应链安全、容量水位巡检、Cosign签名三者构成了云原生制品管理的“安全-稳定-可信”三角模型：
| 维度 | 核心目标 | 对应工具/实践 | 本课程覆盖内容 |
|---|---|---|---|
| 安全 | 防止恶意镜像进入供应链 | 漏洞扫描、策略引擎、镜像签名 | Cosign签名接口调用、验证策略配置 |
| 稳定 | 保障流水线持续可用 | 容量监控、自动伸缩、清理策略 | 水位巡检脚本开发、告警规则设计 |
| 可信 | 确保镜像来源可追溯 | 数字签名、透明日志、身份绑定 | Sigstore生态集成、Keyless签名实践 |
本课程将带领学员从工程落地的角度出发，通过30个章节的实战演练，掌握镜像供应链容量水位巡检的自动化实现方案，以及Cosign签名接口的完整调用流程。课程涵盖从环境搭建、API调用、策略配置到生产级部署的全链路实践，帮助团队构建可观测、可验证、可追溯的镜像供应链体系。