Tentang Workload Identity Federation for GKE

Workload Identity Federation for GKE adalah cara yang direkomendasikan bagi workload Anda yang berjalan di Google Kubernetes Engine (GKE) untuk mengakses layanan Google Cloud dengan cara yang aman dan dapat dikelola.

Workload Identity Federation for GKE tersedia melalui IAM Workload Identity Federation, yang menyediakan identitas untuk workload yang berjalan di lingkungan di dalam dan di luar Google Cloud. Anda dapat menggunakan IAM Workload Identity Federation untuk melakukan autentikasi dengan aman ke Google Cloud API yang didukung dari workload yang berjalan di, misalnya, AWS, Azure, dan Kubernetes yang dikelola sendiri. Di GKE, Google Cloud mengelola kumpulan workload identity dan penyedia untuk Anda serta tidak memerlukan penyedia identitas eksternal.

Terminologi

Dokumen ini membedakan antara akun layanan Kubernetes dan akun layanan Identity and Access Management (IAM).

Akun layanan Kubernetes
Resource Kubernetes yang memberikan identitas untuk proses yang berjalan di pod GKE Anda.
Akun layanan IAM
Resource Google Cloud yang memungkinkan aplikasi melakukan panggilan yang sah ke Google Cloud API.

Apa itu Workload Identity Federation untuk GKE?

Aplikasi yang berjalan di GKE mungkin memerlukan akses ke Google Cloud API seperti Compute Engine API, BigQuery Storage API, atau Machine Learning API.

Dengan Workload Identity Federation for GKE, Anda dapat menggunakan kebijakan IAM untuk memberikan akses ke workload Kubernetes di cluster GKE tertentu ke Google Cloud API tertentu tanpa memerlukan konfigurasi manual atau metode yang kurang aman seperti file kunci akun layanan. Dengan menggunakan Workload Identity Federation untuk GKE, Anda dapat menetapkan identitas dan otorisasi yang berbeda dan terperinci untuk setiap aplikasi di cluster Anda.

Workload Identity Federation for GKE menggantikan kebutuhan penggunaan penyembunyian metadata. Metadata sensitif yang dilindungi oleh penyembunyian metadata juga dilindungi oleh Workload Identity Federation untuk GKE.

Cara kerja Workload Identity Federation untuk GKE

Saat Anda mengaktifkan Workload Identity Federation untuk GKE pada cluster, GKE akan melakukan hal-hal berikut:

  • Membuat kumpulan identitas beban kerja tetap untuk project Google Cloud cluster dengan format berikut:

    PROJECT_ID.svc.id.goog

    Kumpulan workload identity menyediakan format penamaan yang memungkinkan IAM memahami dan memercayai kredensial Kubernetes.

  • Mendaftarkan cluster GKE sebagai penyedia identitas di kumpulan identitas workload.

  • Men-deploy server metadata GKE, yang mencegat permintaan kredensial dari workload, di setiap node.

Membuat kebijakan izin IAM pada resource Google Cloud

Untuk memberikan akses ke Workload Identity Federation untuk GKE, Anda dapat membuat kebijakan izin IAM yang memberikan akses ke resource Google Cloud tertentu ke akun utama yang sesuai dengan identitas aplikasi Anda. Misalnya, Anda dapat memberikan izin baca pada bucket Cloud Storage kepada semua Pod yang menggunakan database-reader Kubernetes ServiceAccount.

Untuk daftar resource yang mendukung kebijakan izinkan, lihat Jenis resource yang menerima kebijakan izinkan.

Anda juga dapat membatasi cakupan akses dengan menetapkan conditions dalam kebijakan izin Anda. Misalnya, jika Anda hanya ingin memberikan akses baca pada bucket ke Pod yang menggunakan ServiceAccount database-reader di cluster mysql, Anda dapat menetapkan kondisi tersebut dalam kebijakan yang diizinkan. Untuk mempelajari cara menggunakan kondisi dalam kebijakan izinkan, lihat Mengelola binding peran bersyarat.

Mereferensikan resource Kubernetes dalam kebijakan IAM

Dalam kebijakan IAM, Anda merujuk ke resource Kubernetes menggunakan ID utama IAM untuk memilih resource. ID ini memiliki sintaksis berikut:

PREFIX://iam.googleapis.com/projects/1234567890/locations/global/workloadIdentityPools/example-project.svc.id.goog/SELECTOR

Dalam contoh ini, pertimbangkan kolom berikut:

  • PREFIX: harus principal atau principalSet, bergantung pada resource yang Anda pilih. principal ditujukan untuk resource tertentu, seperti satu ServiceAccount. principalSet ditujukan untuk beberapa resource yang termasuk dalam resource yang ditentukan, seperti semua Pod dalam cluster tertentu.
  • SELECTOR: string yang memilih jenis utama. Misalnya, kubernetes.serviceaccount.uid/SERVICEACCOUNT_UID memilih ServiceAccount berdasarkan UID-nya.

Tabel berikut menunjukkan jenis utama yang didukung di GKE:

Jenis ID utama Sintaksis
Semua Pod yang menggunakan ServiceAccount Kubernetes tertentu Pilih ServiceAccount berdasarkan nama: 
principal://iam.googleapis.com/projects/PROJECT_NUMBER/locations/global/workloadIdentityPools/PROJECT_ID.svc.id.goog/subject/ns/NAMESPACE/sa/SERVICEACCOUNT

Ganti kode berikut:

  • PROJECT_NUMBER: nomor project numerik Anda. Untuk mendapatkan nomor project, lihat Identifying projects.
  • PROJECT_ID: Project ID Google Cloud Anda.
  • NAMESPACE: namespace Kubernetes.
  • SERVICEACCOUNT: nama Kubernetes ServiceAccount.
Pilih ServiceAccount berdasarkan UID: 
principal://iam.googleapis.com/projects/PROJECT_NUMBER/locations/global/workloadIdentityPools/PROJECT_ID.svc.id.goog/kubernetes.serviceaccount.uid/SERVICEACCOUNT_UID

Ganti kode berikut:

  • PROJECT_NUMBER: nomor project numerik Anda. Untuk mendapatkan nomor project, lihat Identifying projects.
  • PROJECT_ID: Project ID Google Cloud Anda.
  • SERVICEACCOUNT_UID: UID objek ServiceAccount di server API.
Semua Pod dalam namespace, apa pun akun layanan atau cluster 
principalSet://iam.googleapis.com/projects/PROJECT_NUMBER/locations/global/workloadIdentityPools/PROJECT_ID.svc.id.goog/namespace/NAMESPACE

Ganti kode berikut:

  • PROJECT_NUMBER: nomor project numerik Anda. Untuk mendapatkan nomor project, lihat Identifying projects.
  • PROJECT_ID: Project ID Google Cloud Anda.
  • NAMESPACE: namespace Kubernetes.
Semua Pod dalam cluster tertentu 
principalSet://iam.googleapis.com/projects/PROJECT_NUMBER/locations/global/workloadIdentityPools/PROJECT_ID.svc.id.goog/kubernetes.cluster/https://container.googleapis.com/v1/projects/PROJECT_ID/locations/LOCATION/clusters/CLUSTER_NAME

Ganti kode berikut:

  • PROJECT_NUMBER: nomor project numerik Anda. Untuk mendapatkan nomor project, lihat Identifying projects.
  • PROJECT_ID: Project ID Google Cloud Anda.
  • CLUSTER_NAME: nama cluster GKE Anda.
  • LOCATION: lokasi cluster Anda.

Alur kredensial

Saat beban kerja mengirim permintaan untuk mengakses Google Cloud API, misalnya saat menggunakan library klien Google Cloud, langkah-langkah autentikasi berikut akan terjadi:

Cara workload mendapatkan token akun layanan IAM dengan Workload Identity.
Gambar 1: Cara workload mendapatkan token identitas gabungan dengan Workload Identity Federation for GKE.
  1. Kredensial default aplikasi (ADC) meminta token akses Google Cloud dari server metadata Compute Engine yang berjalan di VM.
  2. Server metadata GKE mencegat permintaan token dan meminta token Kubernetes ServiceAccount ke server Kubernetes API yang mengidentifikasi workload permintaan. Kredensial ini adalah token web JSON (JWT) yang ditandatangani oleh server API.
  3. Server metadata GKE menggunakan Security Token Service untuk menukar JWT dengan token akses Google Cloud gabungan berjangka pendek yang mereferensikan identitas workload Kubernetes.
  4. Server metadata GKE menyediakan token akses gabungan ke workload.

Selanjutnya, workload dapat mengakses Google Cloud API mana pun yang dapat diakses oleh ID utama IAM workload.

Kesamaan identitas

Jika metadata dalam ID utama Anda sama untuk workload di beberapa cluster yang berbagi kumpulan workload identity karena termasuk dalam project Google Cloud yang sama, IAM akan mengidentifikasi workload tersebut sebagai workload yang sama. Misalnya, jika Anda memiliki namespace yang sama di dua cluster dan Anda memberikan akses ke namespace tersebut di IAM, workload di namespace tersebut di kedua cluster akan mendapatkan akses tersebut. Anda dapat membatasi akses ini ke cluster tertentu menggunakan kebijakan IAM bersyarat.

Misalnya, perhatikan diagram berikut. Cluster A, B, dan C termasuk dalam kumpulan identitas workload yang sama. Google Cloud mengidentifikasi aplikasi yang menggunakan ServiceAccount back-ksa di namespace backend dengan identitas yang sama untuk Cluster A dan Cluster B. IAM tidak membedakan antara cluster yang melakukan panggilan.

Diagram yang menggambarkan kesamaan identitas dalam workload identity pool
Gambar 2: Kesamaan identitas dalam mengakses Google Cloud API dengan Workload Identity Federation for GKE.

Kesamaan identitas ini juga berarti bahwa Anda harus dapat memercayai setiap cluster dalam workload identity pool tertentu. Misalnya, jika Cluster C pada contoh sebelumnya dimiliki oleh tim yang tidak tepercaya, mereka dapat membuat namespace backend dan mengakses Google Cloud API menggunakan ServiceAccount back-ksa, sama seperti Cluster A dan Cluster B.

Untuk menghindari akses yang tidak tepercaya, tempatkan cluster Anda dalam project terpisah untuk memastikan bahwa cluster tersebut mendapatkan kumpulan workload identity yang berbeda, atau pastikan nama namespace berbeda satu sama lain untuk menghindari ID utama yang sama.

Memahami server metadata GKE

Setiap node di GKE yang mengaktifkan Workload Identity Federation untuk GKE akan menyimpan metadatanya di server metadata GKE. Server metadata GKE adalah subset endpoint server metadata Compute Engine yang diperlukan untuk workload Kubernetes.

Server metadata GKE berjalan sebagai DaemonSet, dengan satu Pod di setiap node Linux atau layanan Windows native di setiap node Windows di cluster. Server metadata mencegat permintaan HTTP ke http://metadata.google.internal (169.254.169.254:80). Misalnya, permintaan GET /computeMetadata/v1/instance/service-accounts/default/token mengambil token untuk akun layanan IAM yang telah dikonfigurasi oleh Pod untuk ditiru. Traffic ke server metadata GKE tidak pernah keluar dari instance VM yang menghosting Pod.

Tabel berikut menjelaskan subset endpoint server metadata Compute Engine yang tersedia dengan server metadata GKE. Untuk mengetahui daftar lengkap endpoint yang tersedia di server metadata Compute Engine, baca Nilai metadata VM default.

Metadata instance

Metadata instance disimpan di direktori berikut ini.

http://metadata.google.internal/computeMetadata/v1/instance/

Entri Deskripsi
hostname

Nama host node Anda.
id

ID unik node Anda.
service-accounts/

Direktori akun layanan yang terkait dengan node. Untuk setiap akun layanan, tersedia informasi berikut:

  • aliases
  • email: alamat email akun layanan.
  • identity: Token Web JSON (JWT) unik untuk node. Anda harus menyertakan parameter audience dalam permintaan. Misalnya, ?audience=http://www.example.com.
  • scopes: cakupan akses yang ditetapkan ke akun layanan.
  • token: token akses OAuth 2.0 untuk mengautentikasi workload Anda.
zone

Zona Compute Engine dari node GKE Anda.

Atribut instance

Atribut instance disimpan di direktori berikut.

http://metadata.google.internal/computeMetadata/v1/instance/attributes/

Entri Deskripsi
cluster-location

Zona atau region Compute Engine dari cluster Anda.
cluster-name

Nama cluster GKE Anda.
cluster-uid

UID cluster GKE Anda.

Metadata project

Metadata project cluster disimpan di direktori berikut.

http://metadata.google.internal/computeMetadata/v1/project/

Entri Deskripsi
project-id

ID Project Google Cloud Anda.
numeric-project-id

Nomor project Google Cloud Anda.

Pembatasan Workload Identity Federation untuk GKE

  • Anda tidak dapat mengubah nama workload identity pool yang dibuat GKE untuk project Google Cloud.

  • Saat GKE mengaktifkan server metadata GKE pada suatu node pool, Pod tidak dapat lagi mengakses server metadata Compute Engine. Sebagai gantinya, server metadata GKE mencegat permintaan yang dibuat dari pod ini ke endpoint metadata, kecuali Pod yang berjalan di jaringan host.

  • Server metadata GKE memerlukan waktu beberapa detik untuk mulai menerima permintaan pada Pod yang baru dibuat. Oleh sebab itu, upaya melakukan autentikasi menggunakan Workload Identity Federation untuk GKE dalam beberapa detik pertama masa pakai Pod mungkin akan gagal. Mencoba kembali panggilan akan menyelesaikan masalah. Baca artikel Pemecahan masalah untuk mengetahui detail selengkapnya.

  • Agen logging dan pemantauan bawaan GKE terus menggunakan akun layanan node.

  • Workload Identity Federation for GKE memerlukan penyiapan manual untuk inferensi Knative agar dapat terus merilis metrik permintaan.

  • Workload Identity Federation for GKE menetapkan batas 200 koneksi ke server metadata GKE untuk setiap node guna menghindari masalah memori. Anda mungkin akan mengalami waktu tunggu jika node Anda melebihi batas ini.

  • Workload Identity Federation untuk GKE untuk node Windows Server tersedia di GKE versi 1.18.16-gke.1200, 1.19.8-gke.1300, 1.20.4-gke.1500, dan yang lebih baru.

  • Server metadata GKE menggunakan resource memori yang sebanding dengan total jumlah akun layanan Kubernetes di cluster Anda. Jika cluster Anda memiliki lebih dari 3.000 akun layanan Kubernetes, kubelet mungkin akan menghentikan Pod server metadata. Untuk melakukan mitigasi, lihat Pemecahan masalah.

Alternatif selain Workload Identity Federation untuk GKE

Anda dapat menggunakan salah satu alternatif berikut dari Workload Identity Federation for GKE untuk mengakses Google Cloud API dari GKE. Sebaiknya gunakan Workload Identity Federation untuk GKE karena alternatif ini mengharuskan Anda melakukan penyusupan keamanan tertentu.

Langkah selanjutnya