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Habilitar el estándar de proceso de información federal (FIPS) para los grupos de nodos del servicio Azure Kubernetes (AKS)

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El Estándar federal de procesamiento de información (FIPS) 140-2 es un estándar del gobierno de EE. UU. que define los requisitos mínimos de seguridad para los módulos criptográficos en sistemas y productos de tecnologías de la información. Azure Kubernetes Service (AKS) permite crear grupos de nodos de Linux y Windows con FIPS 140-2 habilitado. Las implementaciones que se ejecutan en grupos de nodos habilitados para FIPS pueden usar esos módulos criptográficos para proporcionar mayor seguridad y ayudar a cumplir los controles de seguridad como parte del cumplimiento de FedRAMP. Para obtener más información sobre FIPS 140-2, consulte Estándar federal de procesamiento de información (FIPS) 140.

Requisitos previos

  • CLI de Azure versión 2.32.0 o posterior instalada y configurada. Para encontrar la versión, ejecute az --version. Para obtener más información sobre la instalación o actualización de CLI de Azure, consulte Instalación de CLI de Azure.

Nota:

El complemento de supervisión de AKS admite grupos de nodos habilitados para FIPS con Ubuntu, Azure Linux y Windows a partir de la versión del agente 3.1.17 (Linux) y Win-3.1.17 (Windows).

Limitaciones

  • Los grupos de nodos con FIPS habilitado tienen las siguientes limitaciones:
    • Los grupos de nodos con FIPS habilitado requieren la versión 1.19 de Kubernetes, y cualquier versión posterior.
    • Para actualizar los paquetes o módulos subyacentes que se usan para FIPS, debe utilizar Node Image Upgrade.
    • Las imágenes de contenedor en los nodos FIPS no se han evaluado para comprobar el cumplimiento de FIPS.
    • Se produce un error en el montaje de un recurso compartido CIFS porque el FIPS deshabilita algunos módulos de autenticación. Para solucionar este problema, consulte Errores al montar un recurso compartido de archivos en un grupo de nodos habilitado para el FIPS.

Importante

La imagen de Linux con FIPS habilitado es una imagen diferente de la imagen de Linux predeterminada que se usa para los grupos de nodos basados en Linux.

Las imágenes de nodos con FIPS habilitado pueden tener números de versión diferentes —como la versión del kernel—, en comparación con las imágenes que no están habilitadas para FIPS. El ciclo de actualización de los grupos de nodos e imágenes de nodos con FIPS habilitado puede diferir de aquel de los grupos de nodos e imágenes que no tengan FIPS habilitado.

Versiones admitidas del sistema operativo

Puede crear grupos de nodos habilitados para FIPS en todos los tipos de sistema operativo compatibles, Linux y Windows. Sin embargo, no todas las versiones del sistema operativo admiten grupos de nodos habilitados para FIPS. Después de publicar una nueva versión del sistema operativo, normalmente hay un período de espera antes de que sea compatible con FIPS.

En la tabla siguiente se incluyen las versiones admitidas del sistema operativo:

Tipo de SO SKU del sistema operativo Cumplimiento de FIPS
Linux Ubuntu Compatible
Linux Azure Linux Compatible
Windows Windows Server 2019 Compatible
Windows Windows Server 2022 Compatible

Al solicitar FIPS habilitado Ubuntu, si la versión predeterminada de Ubuntu no es compatible con FIPS, AKS tendrá como valor predeterminado la versión más reciente compatible con FIPS de Ubuntu. Por ejemplo, Ubuntu 22.04 es el valor predeterminado para los grupos de nodos de Linux. Dado que la versión 22.04 no admite actualmente FIPS, AKS tiene como valor predeterminado Ubuntu 20.04 para grupos de nodos habilitados para FIPS para Linux.

Nota:

Anteriormente, podría usar la API de GetOSOptions para determinar si un sistema operativo determinado admite FIPS. La API de GetOSOptions ya está en desuso y ya no se incluirá en las nuevas versiones de la API de AKS a partir de 2024-05-01.

Creación de un grupo de nodos de Linux habilitado para FIPS

  1. Cree un grupo de nodos de Linux habilitado para FIPS mediante el comando az aks nodepool add con el parámetro --enable-fips-image.

    az aks nodepool add \
    --resource-group myResourceGroup \
    --cluster-name myAKSCluster \
    --name fipsnp \
    --enable-fips-image

    Nota

    También puede usar el parámetro --enable-fips-image con el comando az aks create al crear un clúster para habilitar FIPS en el grupo de nodos predeterminado. Al agregar grupos de nodos a un clúster creado de esta forma, debe seguir utilizando el parámetro --enable-fips-image al agregar grupos de nodos para crear un grupo de nodos con FIPS habilitado.

  2. Compruebe que el grupo de nodos está habilitado para FIPS con el comando az aks show y consulte el valor enableFIPS en agentPoolProfiles.

    az aks show \
    --resource-group myResourceGroup \
    --name myAKSCluster \
    --query="agentPoolProfiles[].{Name:name enableFips:enableFips}" \
    -o table

    La siguiente salida de ejemplo muestra que el grupo de nodos fipsnp tiene FIPS habilitado:

    Name       enableFips
---------  ------------
fipsnp     True
nodepool1  False

  3. Enumere los nodos mediante el comando kubectl get nodes.

    kubectl get nodes

    La siguiente salida de ejemplo muestra una lista de todos los nodos del clúster. Los nodos que empiezan por aks-fipsnp forman parte del grupo de nodos con FIPS habilitado.

    NAME                                STATUS   ROLES   AGE     VERSION
aks-fipsnp-12345678-vmss000000      Ready    agent   6m4s    v1.19.9
aks-fipsnp-12345678-vmss000001      Ready    agent   5m21s   v1.19.9
aks-fipsnp-12345678-vmss000002      Ready    agent   6m8s    v1.19.9
aks-nodepool1-12345678-vmss000000   Ready    agent   34m     v1.19.9

  4. Ejecute una implementación con una sesión interactiva en uno de los nodos del grupo de nodos con FIPS habilitado mediante el comando kubectl debug.

    kubectl debug node/aks-fipsnp-12345678-vmss000000 -it --image=mcr.microsoft.com/dotnet/runtime-deps:6.0

  5. Desde la salida de sesión interactiva, puede comprobar que las bibliotecas criptográficas de FIPS estén habilitadas. El resultado debería ser similar al ejemplo siguiente:

    root@aks-fipsnp-12345678-vmss000000:/# cat /proc/sys/crypto/fips_enabled
1

Los grupos de nodos con FIPS habilitado también tienen la etiqueta kubernetes.azure.com/fips_enabled=true, que las implementaciones pueden usar para dirigirse a esos grupos de nodos.

Creación de un grupo de nodos de Windows habilitado para FIPS

  1. Cree un grupo de nodos de Windows habilitado para FIPS mediante el comando az aks nodepool add con el parámetro --enable-fips-image. A diferencia de los grupos de nodos basados en Linux, los grupos de nodos de Windows comparten el mismo conjunto de imágenes.

    az aks nodepool add \
    --resource-group myResourceGroup \
    --cluster-name myAKSCluster \
    --name fipsnp \
    --enable-fips-image \
    --os-type Windows

  2. Compruebe que el grupo de nodos está habilitado para FIPS con el comando az aks show y consulte el valor enableFIPS en agentPoolProfiles.

    az aks show \
    --resource-group myResourceGroup \
    --name myAKSCluster \
    --query="agentPoolProfiles[].{Name:name enableFips:enableFips}" \
    -o table

  3. Compruebe que los grupos de nodos de Windows tengan acceso a las bibliotecas criptográficas FIPS. Para hacerlo, cree una conexión RDP a un nodo de Windows en un grupo de nodos habilitado para FIPS y compruebe el registro. En Ejecutar aplicación, escriba regedit.

  4. Busque HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Lsa\FIPSAlgorithmPolicy en el registro.

  5. Si Enabled está establecido en 1, FIPS está habilitado.

Captura de pantalla que muestra una imagen del editor de registro para la Política de Algoritmos FIPS, y que está habilitada.

Los grupos de nodos con FIPS habilitado también tienen la etiqueta kubernetes.azure.com/fips_enabled=true, que las implementaciones pueden usar para dirigirse a esos grupos de nodos.

Actualizar un grupo de nodos existente para habilitar o deshabilitar FIPS

Los grupos de nodos de Linux existentes se pueden actualizar para habilitar o deshabilitar FIPS. Si planea migrar los grupos de nodos de no FIPS a FIPS, compruebe primero que la aplicación funcione correctamente en un entorno de prueba antes de migrarlo a un entorno de producción. Validar la aplicación en un entorno de prueba debe evitar problemas causados por el kernel FIPS que bloquean algún algoritmo de encriptación o cifrado débil, como un algoritmo MD4 que no es compatible con FIPS.

Nota:

Al actualizar un grupo de nodos de Linux existente para habilitar o deshabilitar FIPS, la actualización del grupo de nodos se moverá entre la imagen fips y no fips. Esta actualización del grupo de nodos desencadenará una nueva imagen para completar la actualización. Esto puede hacer que la actualización del grupo de nodos tarde unos minutos en completarse.

Requisitos previos

  • CLI de Azure, versión 2.64.0 o posterior. Para encontrar la versión, ejecute az --version. Si necesita instalarla o actualizarla, vea Instalación de la CLI de Azure.

Habilitar FIPS en un grupo de nodos existente

Los grupos de nodos de Linux existentes se pueden actualizar para habilitar FIPS. Al actualizar un grupo de nodos existente, la imagen de nodo cambiará de la imagen actual a la imagen FIPS recomendada de la misma SKU del sistema operativo.

  1. Actualice un grupo de nodos mediante el comando [az aks nodepool update][az-aks-nodepool-update] con el parámetro --enable-fips-image.

    az aks nodepool update \
    --resource-group myResourceGroup \
    --cluster-name myAKSCluster \
    --name np \
    --enable-fips-image

El comando anterior desencadena una nueva imagen del grupo de nodos inmediatamente para implementar el sistema operativo compatible con FIPS. Esta nueva imagen se produce durante la actualización del grupo de nodos. No se necesita realizar ningún paso adicional.

  1. Compruebe que el grupo de nodos esté habilitado para FIPS con el comando az aks show y consulte el valor enableFIPS en agentPoolProfiles.

    az aks show \
    --resource-group myResourceGroup \
    --name myAKSCluster \
    --query="agentPoolProfiles[].{Name:name enableFips:enableFips}" \
    -o table

    La siguiente salida de ejemplo muestra que el grupo de nodos np está habilitado para FIPS:

    Name       enableFips
---------  ------------
np         True
nodepool1  False

  2. Enumere los nodos mediante el comando kubectl get nodes.

    kubectl get nodes

    La siguiente salida de ejemplo muestra una lista de todos los nodos del clúster. Los nodos que empiezan por aks-np forman parte del grupo de nodos con FIPS habilitado.

    NAME                                STATUS   ROLES   AGE     VERSION
aks-np-12345678-vmss000000          Ready    agent   6m4s    v1.19.9
aks-np-12345678-vmss000001          Ready    agent   5m21s   v1.19.9
aks-np-12345678-vmss000002          Ready    agent   6m8s    v1.19.9
aks-nodepool1-12345678-vmss000000   Ready    agent   34m     v1.19.9

  3. Ejecute una implementación con una sesión interactiva en uno de los nodos del grupo de nodos con FIPS habilitado mediante el comando kubectl debug.

    kubectl debug node/aks-np-12345678-vmss000000 -it --image=mcr.microsoft.com/dotnet/runtime-deps:6.0

  4. Desde la salida de sesión interactiva, puede comprobar que las bibliotecas criptográficas de FIPS estén habilitadas. El resultado debería ser similar al ejemplo siguiente:

    root@aks-np-12345678-vmss000000:/# cat /proc/sys/crypto/fips_enabled
1

Los grupos de nodos con FIPS habilitado también tienen la etiqueta kubernetes.azure.com/fips_enabled=true, que las implementaciones pueden usar para dirigirse a esos grupos de nodos.

Deshabilitar FIPS en un grupo de nodos existente

Los grupos de nodos de Linux existentes se pueden actualizar para deshabilitar FIPS. Al actualizar un grupo de nodos existente, la imagen de nodo cambiará de la imagen FIPS actual a la imagen no FIPS recomendada de la misma SKU del sistema operativo. El cambio de imagen de nodo se producirá después de una nueva imagen.

  1. Actualice un grupo de nodos de Linux mediante el comando [az aks nodepool update][az-aks-nodepool-update] con el parámetro --disable-fips-image.

    az aks nodepool update \
    --resource-group myResourceGroup \
    --cluster-name myAKSCluster \
    --name np \
    --disable-fips-image

El comando anterior desencadena una nueva imagen del grupo de nodos inmediatamente para implementar el sistema operativo compatible con FIPS. Esta nueva imagen se produce durante la actualización del grupo de nodos. No se necesita realizar ningún paso adicional.

  1. Compruebe que el grupo de nodos no esté habilitado para FIPS con el comando az aks show y consulte el valor enableFIPS en agentPoolProfiles.

    az aks show \
    --resource-group myResourceGroup \
    --name myAKSCluster \
    --query="agentPoolProfiles[].{Name:name enableFips:enableFips}" \
    -o table

    En la salida de ejemplo siguiente se muestra que el grupo de nodos np no está habilitado para FIPS:

    Name       enableFips
---------  ------------
np         False
nodepool1  False

Pasos siguientes

Para obtener más información sobre la seguridad de AKS, consulte Procedimientos recomendados para administrar la seguridad y las actualizaciones de los clústeres en Azure Kubernetes Service (AKS).