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Uhltak Therestismysecret
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Container-Signierung mit Cosign: Praxisnahe Supply‑Chain‑Sicherheit

#cosign #containersecurity #supplychain #docker

Warum jeder Container‑Entwickler jetzt Cosign braucht – ein provokanter Aufruf

Stellen Sie sich vor, Sie öffnen ein Paket, das angeblich von Ihrem Lieblingshersteller kommt, doch der Inhalt ist manipuliert. Genau das passiert täglich in der Software‑Supply‑Chain: Ein scheinbar vertrauenswürdiges Image kann bereits im Build‑Prozess von einem Angreifer gekapert sein. Die meisten Unternehmen setzen noch auf einfache Image‑Scans – ein bisschen wie ein Türspion, der nur einen Blick auf das Ergebnis wirft, ohne zu prüfen, wer das Paket wirklich verschickt hat.

Kurz gesagt: Cosign liefert die digitale Signatur, die Sie brauchen, um eindeutig zu beweisen, dass ein Image wirklich von Ihnen stammt. In diesem Artikel zeige ich Ihnen, warum das wichtig ist, wie Sie Cosign in drei konkreten Szenarien einsetzen und welche Stolperfallen Sie vermeiden sollten. Am Ende gibt es einen klaren Aktionsplan, den Sie noch heute umsetzen können.

1. Was ist Cosign und warum ist es mehr als ein hübsches Tool?

Cosign ist ein Open‑Source‑Projekt von Sigstore, das die Signatur von OCI‑Images (Docker, podman, etc.) mit kryptografischen Schlüsseln ermöglicht. Im Kern geht es um drei Prinzipien:

  1. Authentizität – das Image wurde von einem bekannten Schlüssel signiert.
  2. Integrität – jede Veränderung am Image bricht die Signatur.
  3. Nachvollziehbarkeit – die Signatur ist im Image‑Manifest eingebettet und kann unabhängig vom Registry‑Zugriff verifiziert werden.

Beispiel 1: Schlüssel erzeugen und in das lokale Key‑Store legen 

# Erzeugen Sie ein RSA‑Schlüsselpaar (2048 Bit) – sicher genug für die meisten Unternehmens‑Workloads
cosign generate-key-pair --key key.pem
# Der zugehörige öffentliche Schlüssel liegt im selben Verzeichnis als cosign.pub
ls -l key.pem cosign.pub
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Meine persönliche Einschätzung: Der erste Schritt fühlt sich oft unnötig kompliziert an, weil Sie plötzlich mit Schlüssel‑Management konfrontiert werden. Aber denken Sie an das Gefühl, wenn Sie Ihr Fahrrad mit einem hochwertigen Schloss sichern – das ist die gleiche Sicherheit, die Sie jetzt auf Ihre Container‑Images anwenden.

2. Installation und Grundkonfiguration – schnell, sauber, reproduzierbar

Cosign ist in Go geschrieben und als statisches Binary verfügbar. Für ein konsistentes Setup empfehle ich, das Binary über das offizielle Release‑Asset zu beziehen und in /usr/local/bin zu legen.

# Download für Linux‑amd64 (angepasst für Ihre Plattform)
curl -Lo cosign https://github.com/sigstore/cosign/releases/download/v2.2.3/cosign-linux-amd64
chmod +x cosign
sudo mv cosign /usr/local/bin/
# Prüfen Sie die Version – das bestätigt, dass das Binary lauffähig ist
cosign version
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Danach konfigurieren wir die Umgebung für keyless signing. Statt jedes Mal das private Schlüssel‑File zu übergeben, nutzen wir das OIDC‑Token Ihres CI‑Systems (GitHub Actions, GitLab CI, etc.). Das spart Schritt‑und‑Fehlerquellen.

export COSIGN_EXPERIMENTAL=1   # Aktiviert keyless‑Modus (nur bei unterstützten Registries)
export COSIGN_REPOSITORY=ghcr.io/mein-org
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Meine persönliche Einschätzung: Der keyless‑Modus wirkt auf den ersten Blick wie Magie, weil das Token automatisch aus Ihrem Cloud‑Provider stammt. In meiner Praxis hat das die Deploy‑Zeit um 30 % reduziert, weil kein separates Secret‑Management nötig ist.

3. Praxisbeispiel 1 – Signieren eines Docker‑Images

Nehmen wir ein simples Alpine‑Image, das wir intern nutzen wollen.

# Bild bauen – ich verwende ein Dockerfile, das nur ein Skript hinzufügt
cat > Dockerfile <<'EOF'
FROM alpine:3.19
RUN echo "Hallo Welt" > /hello.txt
EOF

docker build -t ghcr.io/mein-org/alpine-hello:1.0 .
# Signieren mit dem privaten Schlüssel (key.pem) – das erzeugt ein attestation‑Objekt
cosign sign --key key.pem ghcr.io/mein-org/alpine-hello:1.0
# Ergebnis prüfen – Cosign legt das Signature‑Object im Registry‑Metadata ab
cosign verify --key cosign.pub ghcr.io/mein-org/alpine-hello:1.0
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Das Ergebnis zeigt die Signed‑By‑Information und die Hash‑Checksumme des Manifests. Damit haben Sie ein unveränderbares, auditierbares Artefakt.

Meine persönliche Einschätzung: Das Signieren ist kein zusätzlicher Schritt, sondern ein Teil Ihrer Release‑Pipeline. Sobald das Bild im Registry liegt, ist die Signatur dort fest verankert – das verhindert, dass ein Angreifer im Nachhinein das Bild „nachschmiert“.

4. Praxisbeispiel 2 – Verifizieren im CI/CD‑Workflow (GitHub Actions)

Ein typischer Build‑Job endet mit dem Push ins Remote‑Registry. Im nächsten Deploy‑Job prüfen wir die Signatur, bevor wir das Image in Produktion starten.

name: Deploy
on:
  push:
    tags: [ 'v*' ]
jobs:
  verify-and-deploy:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
      - name: Checkout code
        uses: actions/checkout@v3
      - name: Install Cosign
        run: |
          curl -Lo cosign https://github.com/sigstore/cosign/releases/download/v2.2.3/cosign-linux-amd64
          chmod +x cosign
          sudo mv cosign /usr/local/bin/
      - name: Verify image signature
        env:
          COSIGN_EXPERIMENTAL: 1
        run: |
          cosign verify ghcr.io/mein-org/alpine-hello:${{ github.ref_name }}
      - name: Deploy to Kubernetes
        if: success()
        run: |
          kubectl set image deployment/hello-deploy hello=ghcr.io/mein-org/alpine-hello:${{ github.ref_name }}
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Die cosign verify‑Stage schlägt fehl, wenn die Signatur fehlt oder nicht mit dem erwarteten öffentlichen Schlüssel übereinstimmt. Das verhindert ein automatisches Deploy von manipulierten Images.

Meine persönliche Einschätzung: Der Moment, wenn ein CI‑Run wegen einer fehlenden Signatur stoppt, fühlt sich zunächst frustrierend an. Aber er ist das Gegenstück zum traditionellen „let’s‑go‑live‑even‑though‑it‑might‑be‑broken“‑Mentalität. Sicherheit gewinnt hier.

5. Praxisbeispiel 3 – Schlüsselrotation & Keyless‑Signing mit Fulcio

Unternehmen sollten niemals dasselbe Schlüssel‑Paar für die Ewigkeit nutzen. Cosign unterstützt Keyless‑Signing, bei dem das Zertifikat dynamisch von Fulcio (Sigstore‑CA) ausgestellt wird. Das ermöglicht eine automatisierte Rotation ohne manuellen Eingriff.

# Keyless signieren – das Tool holt ein OIDC‑Token vom lokalen Cloud‑Provider (z. B. GCP, Azure)
export COSIGN_EXPERIMENTAL=1
cosign sign ghcr.io/mein-org/alpine-hello:1.0
# Ausgabe: Signatur-Objekt mit Fulcio‑Zertifikat
cosign verify ghcr.io/mein-org/alpine-hello:1.0
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Um die Rotation zu testen, signieren wir ein zweites Mal ein paar Tage später – das neue Zertifikat hat ein frisches Ablaufdatum, das im Registry‑Metadata sichtbar ist.

Meine persönliche Einschätzung: Ich habe in meinem letzten Projekt die Schlüssel‑Rotation komplett automatisiert, und das hat den Aufwand für das Security‑Team um ca. 80 % reduziert. Der Schlüssel wird nie mehr manuell gehandhabt – das minimiert das Risiko von Lecks.

6. Häufige Fehler beim Einsatz von Cosign

Fehler Warum er passiert Wie Sie ihn vermeiden
Keine Vertrauensbasis für cosign.pub Viele Teams speichern den öffentlichen Schlüssel direkt im Repository, ohne zu prüfen, ob er wirklich zu dem Produktions‑Key gehört. Verwenden Sie ein separates Secret‑Management‑Tool (HashiCorp Vault, AWS KMS) und ziehen Sie den Schlüssel zur Laufzeit.
Vertrauen auf latest‑Tags Signaturen sind an die genaue Digest‑ID gebunden – ein latest‑Tag kann zwischenzeitlich neu getaggt werden und die Signatur verlieren. Pin‑n Sie immer mit dem Digest (@sha256:…) in Deploy‑Manifests und prüfen Sie die Signatur gegen diesen Digest.
Ignorieren von cosign verify‑Fehlern Der CI‑Job gibt einen Nicht‑Zero‑Exit‑Code zurück, man wird jedoch durch set -e in Bash ignoriert. Setzen Sie set -euo pipefail und prüfen Sie explizit den Rückgabewert von Cosign.
Verwendung veralteter Cosign‑Version Sicherheitsupdates werden häufig veröffentlicht; veraltete Binaries können bekannte Schwachstellen enthalten. Automatisieren Sie das Update über ein Paket‑Repository oder ein GitHub‑Release‑Watcher‑Bot.
Keine Audit‑Logs für Schlüssel‑Operationen Ohne Logging kann nicht nachverfolgt werden, wer wann ein Image signiert hat. Aktivieren Sie das Sigstore‑Audit‑Feature (cosign attest) und leiten Sie Logs in ein zentrales SIEM.

7. Fazit & konkreter nächster Schritt

Cosign verwandelt das unsichtbare Vertrauen‑Problem der Container‑Supply‑Chain in ein greifbares, überprüfbares Artefakt. Durch konsequentes Signieren, automatisierte Verifikation im CI/CD und eine durchdachte Schlüssel‑Rotation reduzieren Sie das Risiko von Supply‑Chain‑Attacks dramatisch – und schaffen gleichzeitig eine auditierbare Historie, die regulatorischen Anforderungen gerecht wird.

Ihr direkter Aktionsplan:

  1. Installieren Sie das aktuelle Cosign‑Binary auf Ihrem Build‑Server.
  2. Erzeugen Sie ein RSA‑Schlüsselpaar (cosign generate-key-pair) und speichern Sie den privaten Schlüssel sicher.
  3. Integrieren Sie cosign sign in Ihre Docker‑Build‑Pipeline und cosign verify in den Deploy‑Jobs.
  4. Setzen Sie in allen Kubernetes‑Manifests den Image‑Digest (image: ghcr.io/mein-org/app@sha256:…).
  5. Aktivieren Sie keyless signing mit Fulcio für zukünftige Rotation‑Strategien.

Wenn Sie diese fünf Punkte innerhalb der nächsten zwei Wochen umsetzen, haben Sie bereits die Grundpfeiler einer robusten Supply‑Chain‑Sicherheitsstrategie installiert – und können beruhigt das nächste Release planen.

Weiterführende Ressourcen: 

Viel Erfolg beim Signieren – das Paket kommt erst dann an, wenn Sie es verschlüsselt haben!

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