可信发布：提升软件包安全性的新标准

可信发布：入门指南

可信发布本质上是一种认证机制。与密码或长期API令牌类似，它向索引提供身份证明和权限声明，索引验证通过后允许执行相应操作。其独特之处在于无需预共享密钥即可完成认证。

OpenID Connect与“环境”凭证

可信发布基于OpenID Connect（OIDC）构建，这是一个基于OAuth2的开放身份验证标准。OIDC允许身份提供商（IdP）生成可公开验证的凭证（实际为JWT令牌），证明特定身份（如GitHub仓库或CI运行实例）。关键突破在于：OIDC身份不仅限于人类用户，可以是机器标识、源码仓库或特定CI运行实例，且凭证可通过“环境”方式提供（仅目标身份可访问）。

主流CI平台已支持此功能：

• GitHub Actions于2021年底添加环境OIDC凭证支持
• GitLab于近期添加相同功能

通过OIDC令牌，可精确验证身份信息（包括GitHub仓库、工作流名称、触发用户等），这些信息可成为认证系统的约束条件。

信任是一切

OIDC提供验证身份证明的机制，第三方服务（如PyPI）可接受OIDC令牌并基于其分配权限。由于OIDC令牌与IdP公钥加密绑定，攻击者无法伪造令牌。

关键问题：如何将OIDC身份映射到特定PyPI项目？这需要信任设置：

1. 用户在PyPI上配置项目与发布者（OIDC身份）的信任关系
2. 配置仅需一次，且仅涉及一方（无需向CI提供商共享令牌）
3. 信任设置包含完全公开的信息（声明值集合）

以GitHub Actions发布到PyPI为例，信任设置包括：

• GitHub用户/仓库标识
• 发布工作流文件名（如release.yml）
• （可选）GitHub Actions环境名称

看，没有密钥！

完整发布流程（GitHub示例）：

1. 开发者触发GitHub Actions发布工作流
2. 执行正常构建过程
3. 自动化获取当前工作流的OIDC令牌（通过GitHub Actions OIDC IdP）
4. 向PyPI发送OIDC令牌
5. PyPI验证令牌并交换为短期API令牌（仅限信任该声明的项目）
6. 返回短期API令牌
7. 工作流使用短期令牌执行正常发布步骤

99%的发布者无需关注步骤3-7：官方PyPA GitHub Action已封装这些细节。

为什么需要关注？

即使您已遵循最佳实践（使用最小权限令牌、存储为工作流密钥、审核发布流程），传统方法仍存在缺陷：

可用性问题：

• 手动管理API令牌繁琐（特别是单仓库多包场景）
• 工程师时间可更有效利用

预入侵安全：

• 长期令牌对所有获取访问权的攻击者均等脆弱
• 可信发布减少攻击面：仅特定环境/步骤无法生成OIDC凭证

入侵后恢复：

• 长期凭证回收缓慢且易出错
• 可信发布凭证仅存活数分钟，丢失访问权即自动隔离

安全与威胁模型考量

可信出版需针对威胁模型设计，既要解决现有认证方法的不足，也要应对新暴露的攻击场景。

现有威胁：账户接管和供应链攻击

账户接管（ATO）是包装生态中的已知问题。可信发布可减少ATO范围：未来包索引允许包选择仅可信发布时，包索引本身的ATO不会允许攻击者上传恶意版本。

供应链安全方面：无可信发布时，GitHub Actions需信任所有执行的第三方操作（它们均可读取配置密钥）。可信发布正针对此关键攻击模型进行防护。

新威胁：“账户复活”和恶意提交者

账户复活攻击：

• 用户更改用户名后，攻击者可能接管旧用户名
• PyPI项目可能突然开始信任攻击者控制的身份
• 解决方案：GitHub添加稳定用户ID声明，PyPI据此拒绝攻击者令牌

信任模型分化：

• 是否信任所有项目成员作为发布者？
• 许多项目有低活跃度成员（可能未遵循安全最佳实践）
• PyPI实现支持可选GitHub Actions环境，为提交者与发布者不完全重叠的社区提供额外限制

即将来到您附近的包索引

PyPI是目前唯一提供可信发布的包索引，但该技术可轻松适配其他生态（如Rust的Crates、Ruby的RubyGems、JavaScript的NPM等）。我们相信，如同2019年的双因素认证，可信发布方案将成为开源包装安全模型的关键组成部分，并为后续改进（如生成PyPI版本源自特定源工件的加密证明）奠定基础。

如果您或您的公司对此感兴趣，欢迎联系我们！我们在开源生态系统安全功能方面拥有多年经验，始终寻找为关键开源项目和服务贡献的更多方式。