1. 镜像供应链安全概述：定义、威胁模型、攻击面分析

1.1 镜像供应链安全的定义与范畴

镜像供应链安全（Image Supply Chain Security）是指对容器镜像从构建、存储、分发到部署运行的全生命周期进行安全管控，确保镜像内容的完整性、来源的可信性以及运行时行为的安全性。其核心目标是防止恶意代码、后门、漏洞或配置漂移在镜像流转过程中被注入或扩散。

镜像供应链安全覆盖以下三个核心环节：

• 构建阶段：基础镜像选择、依赖引入、构建脚本、多阶段构建、镜像层缓存。
• 分发阶段：镜像仓库鉴权、传输加密、签名验证、镜像同步与镜像拉取策略。
• 部署阶段：运行时策略、准入控制、镜像扫描、运行时行为监控与异常检测。

1.2 镜像供应链威胁模型

镜像供应链面临的威胁可归纳为以下四类，每类威胁对应不同的攻击向量与影响范围：

1.3 攻击面分析：构建、分发、部署

镜像供应链的攻击面分布在三个关键阶段，每个阶段都有其特有的脆弱点与攻击路径。以下从攻击者视角逐一分析。

1.3.1 构建阶段攻击面

• 基础镜像污染：使用未经验证的公共基础镜像，可能包含已知漏洞或后门。
• 依赖包投毒：通过包管理器（pip、npm、apt）引入恶意依赖，利用依赖混淆或版本回滚攻击。
• 构建脚本注入：攻击者通过CI/CD流水线漏洞，在Dockerfile或构建脚本中插入恶意指令。
• 缓存层滥用：利用Docker构建缓存机制，将恶意层缓存到本地，后续构建复用。

1.3.2 分发阶段攻击面

• 镜像仓库漏洞：仓库鉴权缺陷、API未授权访问、镜像标签覆盖。
• 传输劫持：中间人攻击篡改镜像层数据，破坏镜像完整性。
• 镜像签名缺失：未使用cosign、Notation等工具对镜像进行签名，无法验证来源。
• 镜像同步风险：跨仓库同步时未校验镜像摘要，导致恶意镜像被同步到内部仓库。

1.3.3 部署阶段攻击面

• 准入控制缺失：未配置OPA/Gatekeeper等策略引擎，允许未签名或高危镜像运行。
• 运行时逃逸：利用容器运行时漏洞（如CVE-2024-21626）逃逸到宿主机。
• 配置漂移：运行时环境变量、挂载卷、特权模式被篡改，改变镜像预期行为。
• 镜像扫描滞后：部署前未进行漏洞扫描或扫描结果未及时阻断。

1.4 镜像供应链攻击面全景图

下图展示了镜像供应链从构建到部署的完整攻击面，以及各阶段的关键安全控制点：

1.5 攻击面对比与优先级排序

根据攻击频率、影响范围与修复难度，对三个阶段的攻击面进行优先级排序：

1.6 镜像供应链安全成熟度模型

为帮助团队评估当前安全水平，以下给出镜像供应链安全成熟度模型：