基于 Open Policy Agent + SPIRE 的零信任架构实战指南》

一、背景与价值

随着企业业务分布在多个云平台（如 AWS、Azure、GCP），统一的访问控制和认证机制变得尤为关键。传统的基于网络边界的访问模型已无法满足安全与可控的需求，零信任（Zero Trust）理念逐渐成为新标准。

本指南将通过 Open Policy Agent（OPA） 与 SPIRE（SPIFFE 的实现） 实现企业级多云访问控制平台，具备以下优势：

• 统一的策略控制中心
• 强化身份验证，告别静态凭证
• 具备可观测性与审计能力
• 平滑支持多云和容器化环境

二、系统架构图

用户请求

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| 用户端 | -----> | SPIRE Agent | ---> | SPIRE Server |

+---------+ +-------------+ +--------------+

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+--------------+

| OPA (Rego) |

+--------------+

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▼

+------------------+

| 应用 / API Gateway |

+------------------+

三、技术选型简介

• Open Policy Agent (OPA)：策略引擎，使用 Rego 编写灵活的访问控制策略
• SPIRE：基于 SPIFFE 标准的身份颁发系统，自动为服务签发身份凭据
• Envoy / Istio：作为入口，拦截请求并集成 OPA 实现外部授权
• Kubernetes + Helm：作为部署和管控平台

四、实战部署步骤

步骤 1：部署 SPIRE Server 和 Agent

# 创建 SPIRE Namespace

kubectl create namespace spire

# 安装 SPIRE Helm Chart

helm repo add spiffe https://spiffe.github.io/helm-charts/

helm install spire-server spiffe/spire-server -n spire

helm install spire-agent spiffe/spire-agent -n spire

验证安装成功：

kubectl get pods -n spire

配置 Trust Domain 和注册服务：

kubectl exec -n spire deploy/spire-server -- \

/opt/spire/bin/spire-server entry create \

-spiffeID spiffe://example.org/my-app \

-selector k8s:pod-label:app:my-app \

-parentID spiffe://example.org/spire/agent/k8s_psat/my-cluster/node \

-ttl 3600

步骤 2：部署 OPA 并集成 Rego 策略

部署 OPA：

kubectl create namespace opa

helm install opa open-policy-agent/opa \

--namespace opa \

--set "configMap.enabled=true" \

--set "configMap.data.bundles.b1.resource=bundle.tar.gz"

示例 Rego 策略 policy.rego：

package authz

default allow = false

allow {

input.method == "GET"

input.path = ["public"]

}

allow {

input.identity == "spiffe://example.org/my-app"

input.method == "POST"

input.path = ["admin"]

}

将策略打包上传为 bundle（可放入 MinIO 或 HTTP 服务器）。

步骤 3：在 Istio 中集成 OPA + SPIRE

启用 Istio 外部授权：

apiVersion: security.istio.io/v1beta1

kind: AuthorizationPolicy

metadata:

name: opa-authz

namespace: default

spec:

action: CUSTOM

provider:

name: "opa-authz"

rules:

- to:

- operation:

paths: ["/admin"]

配置 EnvoyFilter 让 Istio 集成 OPA：

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3

kind: EnvoyFilter

metadata:

name: opa-authz

namespace: istio-system

spec:

configPatches:

- applyTo: HTTP_FILTER

match:

context: SIDECAR_INBOUND

patch:

operation: INSERT_BEFORE

value:

name: envoy.ext_authz

config:

grpc_service:

envoy_grpc:

cluster_name: ext-authz-grpc

步骤 4：实现身份注入和审计记录

通过 SPIRE 自动注入 SPIFFE ID，OPA 解析 identity 并根据策略判断是否允许访问。

配置 OPA 以记录审计日志：

config:

decision_logs:

console: true

步骤 5：验证结果

1. 模拟拥有 SPIFFE 身份的服务访问 /admin 路径，观察允许通过
2. 模拟无身份或身份不匹配的请求，被 OPA 拒绝
3. 查看 OPA 日志，审计请求过程

五、进阶优化建议

• 结合 GitOps：使用 ArgoCD 管理 Rego 策略和 SPIRE 注册信息
• 策略集中仓库：集中维护 Rego，支持多环境部署
• 接入 LDAP / SSO 提供 SPIRE 的 federated identity
• OPA Prometheus Exporter 进行策略性能监控

六、总结

本文通过实战部署与配置，构建了一个基于 OPA + SPIRE 的多云零信任访问控制平台，不仅可实现细粒度授权和动态身份验证，还具备良好的扩展性与审计能力。通过结合 DevOps 工具链，可进一步实现安全治理自动化，是现代企业迈向“零信任”的关键一步。

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