2026년 3월 15일·인프라·

5장: Sigstore와 Cosign — 이미지 서명

Sigstore 에코시스템(Cosign, Fulcio, Rekor)으로 컨테이너 이미지에 키리스 서명을 적용하고, SLSA 프레임워크 기반의 빌드 출처 증명을 구현합니다.

15분733자9개 섹션

security kubernetes devops infrastructure

container-security5 / 10

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이전4장: SBOM 생성과 관리 다음6장: 런타임 보안 — Falco와 위협 감지

학습 목표

Sigstore 에코시스템의 구성 요소(Cosign, Fulcio, Rekor)를 이해합니다.
**Keyless Signing(키리스 서명)**의 원리와 장점을 파악합니다.
컨테이너 이미지와 SBOM에 서명하고 검증하는 실습을 수행합니다.
SLSA(Supply chain Levels for Software Artifacts) 프레임워크의 레벨 체계를 이해합니다.

왜 이미지 서명이 필요한가

이전 장들에서 이미지 스캐닝과 SBOM 생성을 다루었습니다. 그러나 이것만으로는 한 가지 핵심 질문에 답할 수 없습니다. "이 이미지가 정말로 우리 CI/CD 파이프라인에서 빌드된 것인가?"

**Image Signing(이미지 서명)**은 이미지의 출처와 무결성을 보장합니다. 서명이 있으면 다음을 확인할 수 있습니다.

출처 검증: 이미지가 신뢰할 수 있는 빌드 시스템에서 생성되었는지
무결성 확인: 빌드 이후 이미지가 변조되지 않았는지
책임 추적: 누가, 언제 이 이미지를 빌드했는지

Sigstore 에코시스템

Sigstore는 소프트웨어 아티팩트의 서명, 검증, 투명성을 위한 오픈소스 프로젝트입니다. Linux Foundation 산하의 **OpenSSF(Open Source Security Foundation)**에서 관리합니다.

Sigstore는 세 가지 핵심 컴포넌트로 구성됩니다.

Cosign

Cosign은 컨테이너 이미지, SBOM, 기타 OCI 아티팩트에 서명하고 검증하는 CLI 도구입니다.

Cosign 설치

bash

# Homebrew (macOS/Linux)
brew install cosign
 
# Go로 설치
go install github.com/sigstore/cosign/v2/cmd/cosign@latest

Fulcio

Fulcio는 코드 서명용 인증 기관(CA)입니다. OIDC(OpenID Connect) 토큰을 기반으로 단기 인증서를 발급합니다. 개발자가 별도의 키 쌍을 관리할 필요 없이, GitHub, Google, Microsoft 등의 ID 제공자를 통해 자신의 정체를 증명하면 서명용 인증서를 받을 수 있습니다.

Rekor

Rekor는 서명 기록을 저장하는 **Transparency Log(투명성 로그)**입니다. 모든 서명 이벤트가 변조 불가능한 로그에 기록되어, 누구든지 특정 이미지가 언제, 누구에 의해 서명되었는지 검증할 수 있습니다.

Info

Fulcio가 발급하는 인증서는 보통 10분 내외의 매우 짧은 유효 기간을 가집니다. 키 유출 위험을 최소화하기 위한 설계입니다. 서명 당시의 유효성은 Rekor 투명성 로그를 통해 사후에도 검증할 수 있습니다.

키리스 서명 실습

전통적인 서명 방식에서는 개인 키를 생성하고 안전하게 보관해야 했습니다. **Keyless Signing(키리스 서명)**은 이 부담을 제거합니다.

로컬에서 키리스 서명

키리스 서명 (OIDC 기반)

bash

# 이미지 빌드 및 푸시
docker build -t registry.example.com/myapp:v1.0 .
docker push registry.example.com/myapp:v1.0
 
# 키리스 서명 (브라우저에서 OIDC 인증)
cosign sign registry.example.com/myapp:v1.0
 
# 서명 검증
cosign verify registry.example.com/myapp:v1.0 \
  --certificate-identity=user@example.com \
  --certificate-oidc-issuer=https://accounts.google.com

cosign sign 명령을 실행하면 브라우저가 열리고 OIDC 인증을 요청합니다. 인증이 완료되면 Fulcio에서 단기 인증서를 받아 서명하고, Rekor에 기록합니다.

CI/CD에서 키리스 서명

GitHub Actions에서는 별도 인증 없이 **Workload Identity(워크로드 아이덴티티)**를 사용하여 자동으로 서명할 수 있습니다.

.github/workflows/sign.yml

yaml

name: Build, Sign, and Push
 
on:
  push:
    branches: [main]
 
jobs:
  build-sign-push:
    runs-on: ubuntu-latest
    permissions:
      contents: read
      packages: write
      id-token: write  # OIDC 토큰 발급에 필요
 
    steps:
      - name: Checkout
        uses: actions/checkout@v4
 
      - name: Install Cosign
        uses: sigstore/cosign-installer@v3
 
      - name: Login to GHCR
        uses: docker/login-action@v3
        with:
          registry: ghcr.io
          username: ${{ github.actor }}
          password: ${{ secrets.GITHUB_TOKEN }}
 
      - name: Build and push image
        id: build
        uses: docker/build-push-action@v6
        with:
          push: true
          tags: ghcr.io/${{ github.repository }}:${{ github.sha }}
 
      - name: Sign image with Cosign (keyless)
        run: |
          cosign sign --yes \
            ghcr.io/${{ github.repository }}@${{ steps.build.outputs.digest }}
 
      - name: Generate and attach SBOM
        run: |
          syft ghcr.io/${{ github.repository }}@${{ steps.build.outputs.digest }} \
            -o cyclonedx-json > sbom.json
 
          cosign attach sbom \
            --sbom sbom.json \
            ghcr.io/${{ github.repository }}@${{ steps.build.outputs.digest }}
 
          cosign sign --yes \
            --attachment sbom \
            ghcr.io/${{ github.repository }}@${{ steps.build.outputs.digest }}

위 워크플로우에서 주목할 점들을 정리합니다.

id-token: write 권한이 있으면 GitHub Actions가 자동으로 OIDC 토큰을 발급합니다.
--yes 플래그는 확인 프롬프트를 건너뛰어 자동화에 적합합니다.
이미지뿐만 아니라 SBOM도 별도로 서명하여 SBOM의 무결성까지 보장합니다.

Warning

이미지 태그가 아닌 **다이제스트(digest)**로 서명해야 합니다. 태그는 다른 이미지를 가리키도록 변경할 수 있지만, 다이제스트는 이미지 내용의 해시이므로 변경할 수 없습니다.

키 기반 서명

키리스 서명이 권장되지만, 에어갭 환경 등 외부 서비스에 접근할 수 없는 경우에는 전통적인 키 기반 서명을 사용합니다.

키 기반 서명

bash

# 키 쌍 생성
cosign generate-key-pair
 
# 키로 이미지 서명
cosign sign --key cosign.key registry.example.com/myapp:v1.0
 
# 공개 키로 서명 검증
cosign verify --key cosign.pub registry.example.com/myapp:v1.0

키 기반 서명에서는 개인 키의 안전한 보관이 핵심입니다. **KMS(Key Management Service)**를 사용하는 것이 가장 안전합니다.

KMS를 사용한 서명

bash

# AWS KMS
cosign sign --key awskms:///arn:aws:kms:ap-northeast-2:123456789:key/abc-123 \
  registry.example.com/myapp:v1.0
 
# HashiCorp Vault
cosign sign --key hashivault://transit/keys/cosign \
  registry.example.com/myapp:v1.0

서명 검증과 정책 적용

서명을 생성하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 클러스터에 배포되는 모든 이미지의 서명을 자동으로 검증하는 정책이 필요합니다.

Kyverno를 사용한 서명 검증

Kyverno는 쿠버네티스 네이티브 정책 엔진으로, 이미지 서명 검증을 선언적으로 정의할 수 있습니다.

kyverno-verify-image.yaml

yaml

apiVersion: kyverno.io/v1
kind: ClusterPolicy
metadata:
  name: verify-image-signature
spec:
  validationFailureAction: Enforce
  background: false
  rules:
    - name: verify-cosign-signature
      match:
        any:
          - resources:
              kinds:
                - Pod
      verifyImages:
        - imageReferences:
            - "ghcr.io/myorg/*"
          attestors:
            - entries:
                - keyless:
                    subject: "https://github.com/myorg/*"
                    issuer: "https://token.actions.githubusercontent.com"
                    rekor:
                      url: "https://rekor.sigstore.dev"

이 정책이 적용되면, ghcr.io/myorg/ 하위의 이미지를 포함하는 모든 파드는 GitHub Actions에서 서명된 이미지만 배포할 수 있습니다. 서명이 없거나 검증에 실패하면 파드 생성이 차단됩니다.

OPA Gatekeeper를 사용한 서명 검증

opa-cosign-constraint.yaml

yaml

apiVersion: templates.gatekeeper.sh/v1
kind: ConstraintTemplate
metadata:
  name: k8scosignsignature
spec:
  crd:
    spec:
      names:
        kind: K8sCosignSignature
      validation:
        openAPIV3Schema:
          type: object
          properties:
            allowedRegistries:
              type: array
              items:
                type: string
  targets:
    - target: admission.k8s.gatekeeper.sh
      rego: |
        package k8scosignsignature
        violation[{"msg": msg}] {
          container := input.review.object.spec.containers[_]
          not startswith(container.image, "ghcr.io/myorg/")
          msg := sprintf(
            "이미지 %v는 허용된 레지스트리가 아닙니다",
            [container.image]
          )
        }

Tip

Kyverno가 이미지 서명 검증에 더 직관적인 문법을 제공하므로, 서명 검증이 주 목적이라면 Kyverno를 먼저 고려하세요. OPA Gatekeeper는 더 복잡한 정책 로직이 필요할 때 강점이 있습니다.

SLSA 프레임워크

**SLSA(Supply chain Levels for Software Artifacts)**는 소프트웨어 공급망의 무결성을 보장하기 위한 프레임워크입니다. 빌드 프로세스의 신뢰 수준을 4개 레벨로 정의합니다.

레벨	요구사항	의미
SLSA 1	빌드 프로세스 문서화	빌드 출처를 추적할 수 있음
SLSA 2	호스팅된 빌드 서비스 + 출처 증명 생성	빌드 프로세스가 변조되기 어려움
SLSA 3	격리된 빌드 + 소스 검증	빌드가 소스와 정확히 일치함을 보장
SLSA 4	2인 리뷰 + 재현 가능한 빌드	최고 수준의 공급망 무결성

SLSA Provenance 생성

**Provenance(출처 증명)**는 이미지가 어디서, 어떻게 빌드되었는지를 기록한 증명서입니다.

.github/workflows/slsa-provenance.yml

yaml

name: SLSA Build
 
on:
  push:
    branches: [main]
 
jobs:
  build:
    runs-on: ubuntu-latest
    permissions:
      contents: read
      packages: write
      id-token: write
 
    steps:
      - name: Checkout
        uses: actions/checkout@v4
 
      - name: Install Cosign
        uses: sigstore/cosign-installer@v3
 
      - name: Build and push
        id: build
        uses: docker/build-push-action@v6
        with:
          push: true
          tags: ghcr.io/${{ github.repository }}:${{ github.sha }}
 
      - name: Generate SLSA Provenance
        uses: slsa-framework/slsa-github-generator/.github/workflows/generator_container_slsa3.yml@v2.0.0
        with:
          image: ghcr.io/${{ github.repository }}
          digest: ${{ steps.build.outputs.digest }}

Provenance에는 다음 정보가 포함됩니다.

소스 저장소 URL과 커밋 해시
빌드 시스템(예: GitHub Actions)
빌드에 사용된 워크플로우 파일
빌드 시작/완료 시각
빌드 파라미터와 환경 정보

서명 검증 실습

서명된 이미지의 검증 과정을 상세히 살펴보겠습니다.

서명 검증 다양한 방법

bash

# 키리스 서명 검증 (ID + 발급자 지정)
cosign verify \
  --certificate-identity="https://github.com/myorg/myapp/.github/workflows/build.yml@refs/heads/main" \
  --certificate-oidc-issuer="https://token.actions.githubusercontent.com" \
  ghcr.io/myorg/myapp:v1.0
 
# 검증 결과를 JSON으로 출력
cosign verify \
  --certificate-identity-regexp=".*@myorg.com" \
  --certificate-oidc-issuer="https://accounts.google.com" \
  --output-text \
  registry.example.com/myapp:v1.0
 
# SBOM 서명 검증
cosign verify-attestation \
  --type cyclonedx \
  --certificate-identity-regexp=".*" \
  --certificate-oidc-issuer="https://token.actions.githubusercontent.com" \
  ghcr.io/myorg/myapp:v1.0
 
# Rekor에서 서명 기록 조회
rekor-cli search --email user@example.com
rekor-cli get --uuid <entry-uuid>

정리

이번 장에서는 Sigstore 에코시스템을 활용한 이미지 서명의 전체 흐름을 다루었습니다.

Sigstore는 Cosign(서명), Fulcio(인증서), Rekor(투명성 로그)로 구성된 오픈소스 서명 인프라입니다.
키리스 서명은 키 관리 부담을 제거하고, OIDC 기반으로 서명자의 정체를 증명합니다.
CI/CD에서 자동으로 이미지와 SBOM에 서명할 수 있습니다.
Kyverno나 OPA Gatekeeper로 서명되지 않은 이미지의 배포를 자동 차단합니다.
SLSA 프레임워크는 빌드 프로세스의 신뢰 수준을 4단계로 정의합니다.

다음 장에서는 컨테이너가 실행된 이후의 보안, 즉 런타임 보안을 다룹니다. Falco를 사용하여 시스콜 모니터링, 비정상 행동 감지, 실시간 알림 시스템을 구축하는 방법을 실습합니다.

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6장: 런타임 보안 — Falco와 위협 감지

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5장: Sigstore와 Cosign — 이미지 서명

Sigstore 에코시스템(Cosign, Fulcio, Rekor)으로 컨테이너 이미지에 키리스 서명을 적용하고, SLSA 프레임워크 기반의 빌드 출처 증명을 구현합니다.

15분733자9개 섹션

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container-security5 / 10

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이전4장: SBOM 생성과 관리 다음6장: 런타임 보안 — Falco와 위협 감지

학습 목표

Sigstore 에코시스템의 구성 요소(Cosign, Fulcio, Rekor)를 이해합니다.
**Keyless Signing(키리스 서명)**의 원리와 장점을 파악합니다.
컨테이너 이미지와 SBOM에 서명하고 검증하는 실습을 수행합니다.
SLSA(Supply chain Levels for Software Artifacts) 프레임워크의 레벨 체계를 이해합니다.

왜 이미지 서명이 필요한가

**Image Signing(이미지 서명)**은 이미지의 출처와 무결성을 보장합니다. 서명이 있으면 다음을 확인할 수 있습니다.

출처 검증: 이미지가 신뢰할 수 있는 빌드 시스템에서 생성되었는지
무결성 확인: 빌드 이후 이미지가 변조되지 않았는지
책임 추적: 누가, 언제 이 이미지를 빌드했는지

Sigstore 에코시스템

Sigstore는 세 가지 핵심 컴포넌트로 구성됩니다.

Cosign

Cosign은 컨테이너 이미지, SBOM, 기타 OCI 아티팩트에 서명하고 검증하는 CLI 도구입니다.

Cosign 설치

bash

# Homebrew (macOS/Linux)
brew install cosign
 
# Go로 설치
go install github.com/sigstore/cosign/v2/cmd/cosign@latest

# 이미지 빌드 및 푸시
docker build -t registry.example.com/myapp:v1.0 .
docker push registry.example.com/myapp:v1.0
 
# 키리스 서명 (브라우저에서 OIDC 인증)
cosign sign registry.example.com/myapp:v1.0
 
# 서명 검증
cosign verify registry.example.com/myapp:v1.0 \
  --certificate-identity=user@example.com \
  --certificate-oidc-issuer=https://accounts.google.com

cosign sign 명령을 실행하면 브라우저가 열리고 OIDC 인증을 요청합니다. 인증이 완료되면 Fulcio에서 단기 인증서를 받아 서명하고, Rekor에 기록합니다.

CI/CD에서 키리스 서명

GitHub Actions에서는 별도 인증 없이 **Workload Identity(워크로드 아이덴티티)**를 사용하여 자동으로 서명할 수 있습니다.

.github/workflows/sign.yml

yaml

name: Build, Sign, and Push
 
on:
  push:
    branches: [main]
 
jobs:
  build-sign-push:
    runs-on: ubuntu-latest
    permissions:
      contents: read
      packages: write
      id-token: write  # OIDC 토큰 발급에 필요
 
    steps:
      - name: Checkout
        uses: actions/checkout@v4
 
      - name: Install Cosign
        uses: sigstore/cosign-installer@v3
 
      - name: Login to GHCR
        uses: docker/login-action@v3
        with:
          registry: ghcr.io
          username: ${{ github.actor }}
          password: ${{ secrets.GITHUB_TOKEN }}
 
      - name: Build and push image
        id: build
        uses: docker/build-push-action@v6
        with:
          push: true
          tags: ghcr.io/${{ github.repository }}:${{ github.sha }}
 
      - name: Sign image with Cosign (keyless)
        run: |
          cosign sign --yes \
            ghcr.io/${{ github.repository }}@${{ steps.build.outputs.digest }}
 
      - name: Generate and attach SBOM
        run: |
          syft ghcr.io/${{ github.repository }}@${{ steps.build.outputs.digest }} \
            -o cyclonedx-json > sbom.json
 
          cosign attach sbom \
            --sbom sbom.json \
            ghcr.io/${{ github.repository }}@${{ steps.build.outputs.digest }}
 
          cosign sign --yes \
            --attachment sbom \
            ghcr.io/${{ github.repository }}@${{ steps.build.outputs.digest }}

위 워크플로우에서 주목할 점들을 정리합니다.

id-token: write 권한이 있으면 GitHub Actions가 자동으로 OIDC 토큰을 발급합니다.
--yes 플래그는 확인 프롬프트를 건너뛰어 자동화에 적합합니다.
이미지뿐만 아니라 SBOM도 별도로 서명하여 SBOM의 무결성까지 보장합니다.

Warning

키 기반 서명

키리스 서명이 권장되지만, 에어갭 환경 등 외부 서비스에 접근할 수 없는 경우에는 전통적인 키 기반 서명을 사용합니다.

키 기반 서명

bash

# 키 쌍 생성
cosign generate-key-pair
 
# 키로 이미지 서명
cosign sign --key cosign.key registry.example.com/myapp:v1.0
 
# 공개 키로 서명 검증
cosign verify --key cosign.pub registry.example.com/myapp:v1.0

키 기반 서명에서는 개인 키의 안전한 보관이 핵심입니다. **KMS(Key Management Service)**를 사용하는 것이 가장 안전합니다.

KMS를 사용한 서명

bash

# AWS KMS
cosign sign --key awskms:///arn:aws:kms:ap-northeast-2:123456789:key/abc-123 \
  registry.example.com/myapp:v1.0
 
# HashiCorp Vault
cosign sign --key hashivault://transit/keys/cosign \
  registry.example.com/myapp:v1.0

서명 검증과 정책 적용

서명을 생성하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 클러스터에 배포되는 모든 이미지의 서명을 자동으로 검증하는 정책이 필요합니다.

Kyverno를 사용한 서명 검증

Kyverno는 쿠버네티스 네이티브 정책 엔진으로, 이미지 서명 검증을 선언적으로 정의할 수 있습니다.

kyverno-verify-image.yaml

yaml

apiVersion: kyverno.io/v1
kind: ClusterPolicy
metadata:
  name: verify-image-signature
spec:
  validationFailureAction: Enforce
  background: false
  rules:
    - name: verify-cosign-signature
      match:
        any:
          - resources:
              kinds:
                - Pod
      verifyImages:
        - imageReferences:
            - "ghcr.io/myorg/*"
          attestors:
            - entries:
                - keyless:
                    subject: "https://github.com/myorg/*"
                    issuer: "https://token.actions.githubusercontent.com"
                    rekor:
                      url: "https://rekor.sigstore.dev"

OPA Gatekeeper를 사용한 서명 검증

opa-cosign-constraint.yaml

yaml

apiVersion: templates.gatekeeper.sh/v1
kind: ConstraintTemplate
metadata:
  name: k8scosignsignature
spec:
  crd:
    spec:
      names:
        kind: K8sCosignSignature
      validation:
        openAPIV3Schema:
          type: object
          properties:
            allowedRegistries:
              type: array
              items:
                type: string
  targets:
    - target: admission.k8s.gatekeeper.sh
      rego: |
        package k8scosignsignature
        violation[{"msg": msg}] {
          container := input.review.object.spec.containers[_]
          not startswith(container.image, "ghcr.io/myorg/")
          msg := sprintf(
            "이미지 %v는 허용된 레지스트리가 아닙니다",
            [container.image]
          )
        }

Tip

SLSA 프레임워크

레벨	요구사항	의미
SLSA 1	빌드 프로세스 문서화	빌드 출처를 추적할 수 있음
SLSA 2	호스팅된 빌드 서비스 + 출처 증명 생성	빌드 프로세스가 변조되기 어려움
SLSA 3	격리된 빌드 + 소스 검증	빌드가 소스와 정확히 일치함을 보장
SLSA 4	2인 리뷰 + 재현 가능한 빌드	최고 수준의 공급망 무결성

SLSA Provenance 생성

**Provenance(출처 증명)**는 이미지가 어디서, 어떻게 빌드되었는지를 기록한 증명서입니다.

.github/workflows/slsa-provenance.yml

yaml

name: SLSA Build
 
on:
  push:
    branches: [main]
 
jobs:
  build:
    runs-on: ubuntu-latest
    permissions:
      contents: read
      packages: write
      id-token: write
 
    steps:
      - name: Checkout
        uses: actions/checkout@v4
 
      - name: Install Cosign
        uses: sigstore/cosign-installer@v3
 
      - name: Build and push
        id: build
        uses: docker/build-push-action@v6
        with:
          push: true
          tags: ghcr.io/${{ github.repository }}:${{ github.sha }}
 
      - name: Generate SLSA Provenance
        uses: slsa-framework/slsa-github-generator/.github/workflows/generator_container_slsa3.yml@v2.0.0
        with:
          image: ghcr.io/${{ github.repository }}
          digest: ${{ steps.build.outputs.digest }}

Provenance에는 다음 정보가 포함됩니다.

소스 저장소 URL과 커밋 해시
빌드 시스템(예: GitHub Actions)
빌드에 사용된 워크플로우 파일
빌드 시작/완료 시각
빌드 파라미터와 환경 정보

서명 검증 실습

서명된 이미지의 검증 과정을 상세히 살펴보겠습니다.

서명 검증 다양한 방법

bash

# 키리스 서명 검증 (ID + 발급자 지정)
cosign verify \
  --certificate-identity="https://github.com/myorg/myapp/.github/workflows/build.yml@refs/heads/main" \
  --certificate-oidc-issuer="https://token.actions.githubusercontent.com" \
  ghcr.io/myorg/myapp:v1.0
 
# 검증 결과를 JSON으로 출력
cosign verify \
  --certificate-identity-regexp=".*@myorg.com" \
  --certificate-oidc-issuer="https://accounts.google.com" \
  --output-text \
  registry.example.com/myapp:v1.0
 
# SBOM 서명 검증
cosign verify-attestation \
  --type cyclonedx \
  --certificate-identity-regexp=".*" \
  --certificate-oidc-issuer="https://token.actions.githubusercontent.com" \
  ghcr.io/myorg/myapp:v1.0
 
# Rekor에서 서명 기록 조회
rekor-cli search --email user@example.com
rekor-cli get --uuid <entry-uuid>