📚 课程目录第1章课程导论

1. 课程导论：镜像供应链安全面临的挑战与 Cosign 的定位

在云原生环境中，容器镜像已成为应用交付的核心载体。然而，镜像从开发者提交代码、CI/CD 流水线构建、制品仓库存储，到最终被 Kubernetes 调度运行，整个链路涉及多个环节，每个环节都可能引入安全风险。传统的“构建时扫描 + 运行时监控”模式，已无法应对日益复杂的供应链攻击。

  核心痛点： 镜像供应链安全不仅仅是“镜像里有没有漏洞”，更是“这个镜像是否来自可信的构建方、是否在传输过程中被篡改、是否被注入了恶意层”。

当前镜像供应链面临的主要安全挑战可归纳为以下四类：

挑战类别	典型场景	潜在后果
镜像投毒	攻击者向公共仓库上传带有后门的镜像，或篡改已有镜像的标签	容器启动即被控，数据泄露或横向移动
构建链劫持	CI/CD 凭证泄露，攻击者注入恶意构建步骤或替换基础镜像	生产环境运行非预期代码，合规审计失败
镜像篡改	镜像在传输或存储过程中被中间人替换或修改 manifest	拉取的镜像与构建产物不一致，引入未知风险
依赖混淆	利用内部包命名规则，上传同名恶意包至公共源	构建时自动拉取恶意依赖，污染最终镜像

这些挑战的本质在于：镜像的“身份”与“完整性”缺乏密码学级别的验证机制。传统的镜像摘要（Digest）虽然能保证内容一致性，但无法证明“谁”构建了该镜像，也无法防止合法构建方被冒用。

Cosign 是 Sigstore 项目下的子项目，旨在为容器镜像提供轻量级、无密钥（或无服务器密钥）的签名与验证能力。它的核心定位是：在镜像供应链中建立“签名即信任”的密码学锚点。

与传统的 GPG 或 PKI 签名方案相比，Cosign 在设计上更贴合云原生场景：

对比维度	传统 GPG 签名	Cosign（Sigstore）
密钥管理	需要自行管理私钥，丢失或泄露风险高	支持无密钥模式（Keyless），通过 OIDC 身份绑定临时证书
签名存储	通常需要独立的签名服务器或文件分发	签名直接存储在 OCI 仓库中（作为镜像标签或附件）
验证复杂度	需要导入公钥、管理信任链	支持策略引擎（如 Kyverno）自动验证，与 K8s 原生集成
审计溯源	签名者身份依赖公钥指纹，可读性差	Keyless 模式下签名绑定 OIDC 身份（如邮箱），可审计性强

关键理解： Cosign 不是要替代镜像扫描（Trivy、Grype），而是补全“信任链”的最后一块拼图——确保你拉取的镜像，确实是“你信任的那个人”构建的，并且没有被篡改。

本课程《Cosign 签名验证在镜像供应链安全容量巡检中的应用》将聚焦于一个具体场景：如何在 Kubernetes 集群的容量巡检（Capacity Audit）流程中，嵌入 Cosign 签名验证。

传统的容量巡检主要关注资源利用率（CPU、内存、磁盘）、Pod 分布、节点健康等指标。但一个被忽略的事实是：一个被篡改的镜像，即使资源指标正常，也可能正在执行恶意行为。因此，将签名验证作为容量巡检的“前置条件”或“并行检查项”，可以显著提升集群的安全基线。

本课程将覆盖以下核心能力：

注意： 本课程不假设你已经熟悉 Sigstore 或 Cosign 的全部功能。我们将从零开始搭建签名环境，并逐步深入到巡检集成。如果你对 OCI 仓库、Kubernetes 准入控制有基础了解，将更容易跟上课程节奏。

下图展示了镜像从构建到运行的完整供应链，以及 Cosign 签名验证在其中的关键位置：

从上图可以看出，Cosign 签名发生在镜像构建完成之后、推送至仓库之前；而验证则发生在部署和运行时巡检阶段。这种“构建时签名、运行时验证”的模式，能够有效覆盖从开发到生产的全链路信任传递。

完成本章后，你应该能够：