hacktricks/macos-hardening/macos-security-and-privilege-escalation/macos-security-protections/macos-launch-environment-constraints.md

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# macOS启动/环境约束
<details>
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</details>
## 基本信息
macOS中的启动约束旨在通过**规定进程的启动方式、启动者和启动位置**来增强安全性。从macOS Ventura开始引入它们提供了一个框架将**每个系统二进制文件**分类为不同的约束类别,并在**信任缓存**中定义这些约束类别,信任缓存是一个包含系统二进制文件及其哈希值的列表。这些约束适用于系统中的每个可执行二进制文件,包括一组规则,用于描述启动特定二进制文件的要求。这些规则包括二进制文件必须满足的自身约束、其父进程必须满足的父级约束,以及其他相关实体必须遵守的责任约束。
该机制通过**环境约束**扩展到第三方应用程序从macOS Sonoma开始允许开发人员通过指定一组键和值来保护其应用程序的环境约束。
您可以在**`launchd`属性列表文件**中保存约束字典,也可以在代码签名中使用**单独的属性列表**文件来定义**启动环境和库约束**。
约束分为4种类型
* **自身约束**:应用于**正在运行的**二进制文件。
* **父进程约束**:应用于**进程的父进程**(例如**`launchd`**运行的XP服务
* **责任约束**应用于通过XPC通信调用服务的**进程**的二进制文件。
* **库加载约束**:使用库加载约束来选择性地描述可以加载的代码。
因此,当一个进程尝试启动另一个进程(通过调用`execve(_:_:_:)`或`posix_spawn(_:_:_:_:_:_:)`),操作系统会检查**可执行文件**是否满足其**自身约束**。它还会检查**父进程的可执行文件**是否满足可执行文件的**父级约束**,以及**责任进程的可执行文件**是否满足可执行文件的**责任进程约束**。如果任何这些启动约束不满足,操作系统将不会运行该程序。
如果在加载库时,库约束的任何部分不为真,则您的进程将**不会加载**该库。
## LC类别
LC由**事实**和**逻辑操作**(与、或等)组成,用于组合事实。
[**LC可以使用的事实已经有文档记录**](https://developer.apple.com/documentation/security/defining\_launch\_environment\_and\_library\_constraints)。例如:
* is-init-proc一个布尔值指示可执行文件是否必须是操作系统的初始化进程`launchd`)。
* is-sip-protected一个布尔值指示可执行文件是否必须是由系统完整性保护SIP保护的文件。
* `on-authorized-authapfs-volume:` 一个布尔值指示操作系统是否从经过授权、经过身份验证的APFS卷加载了可执行文件。
* `on-authorized-authapfs-volume`一个布尔值指示操作系统是否从经过授权、经过身份验证的APFS卷加载了可执行文件。
* Cryptexes卷
* `on-system-volume:` 一个布尔值,指示操作系统是否从当前引导的系统卷加载了可执行文件。
* 在/System内部...
* ...
当苹果二进制文件被签名时它会被分配到信任缓存中的一个LC类别中。
* **iOS 16个LC类别**已经[**被逆向并记录在这里**](https://gist.github.com/LinusHenze/4cd5d7ef057a144cda7234e2c247c056)。
* 当前的**LC类别macOS 14 - Somona已经被逆向并记录了它们的描述**,可以在[**这里找到**](https://gist.github.com/theevilbit/a6fef1e0397425a334d064f7b6e1be53)。
例如类别1是
```
Category 1:
Self Constraint: (on-authorized-authapfs-volume || on-system-volume) && launch-type == 1 && validation-category == 1
Parent Constraint: is-init-proc
```
* `(on-authorized-authapfs-volume || on-system-volume)`: 必须位于系统或Cryptexes卷中。
* `launch-type == 1`: 必须是系统服务在LaunchDaemons中的plist文件
* &#x20; `validation-category == 1`: 操作系统可执行文件。
* `is-init-proc`: Launchd
### 反向解析LC类别
你可以在[**这里**](https://theevilbit.github.io/posts/launch\_constraints\_deep\_dive/#reversing-constraints)找到更多信息,但基本上,它们是在**AMFIAppleMobileFileIntegrity**中定义的,所以你需要下载内核开发工具包来获取**KEXT**。以**`kConstraintCategory`**开头的符号是**有趣的**。提取它们你将得到一个DERASN.1)编码的流,你需要使用[ASN.1解码器](https://holtstrom.com/michael/tools/asn1decoder.php)或python-asn1库及其`dump.py`脚本,[andrivet/python-asn1](https://github.com/andrivet/python-asn1/tree/master),它将给你一个更易理解的字符串。
## 环境约束
这些是在**第三方应用程序**中配置的启动约束。开发者可以选择在应用程序中使用的**事实**和**逻辑操作数**来限制对其自身的访问。
可以使用以下命令枚举应用程序的环境约束:
```bash
codesign -d -vvvv app.app
```
## 信任缓存
在**macOS**中有几个信任缓存:
* **`/System/Volumes/Preboot/*/boot/*/usr/standalone/firmware/FUD/BaseSystemTrustCache.img4`**
* **`/System/Volumes/Preboot/*/boot/*/usr/standalone/firmware/FUD/StaticTrustCache.img4`**
* **`/System/Library/Security/OSLaunchPolicyData`**
而在iOS中它似乎位于**`/usr/standalone/firmware/FUD/StaticTrustCache.img4`**。
### 枚举信任缓存
之前的信任缓存文件采用**IMG4**和**IM4P**格式其中IM4P是IMG4格式的有效负载部分。
您可以使用[**pyimg4**](https://github.com/m1stadev/PyIMG4)来提取数据库的有效负载:
{% code overflow="wrap" %}
```bash
# Installation
python3 -m pip install pyimg4
# Extract payloads data
cp /System/Volumes/Preboot/*/boot/*/usr/standalone/firmware/FUD/BaseSystemTrustCache.img4 /tmp
pyimg4 img4 extract -i /tmp/BaseSystemTrustCache.img4 -p /tmp/BaseSystemTrustCache.im4p
pyimg4 im4p extract -i /tmp/BaseSystemTrustCache.im4p -o /tmp/BaseSystemTrustCache.data
cp /System/Volumes/Preboot/*/boot/*/usr/standalone/firmware/FUD/StaticTrustCache.img4 /tmp
pyimg4 img4 extract -i /tmp/StaticTrustCache.img4 -p /tmp/StaticTrustCache.im4p
pyimg4 im4p extract -i /tmp/StaticTrustCache.im4p -o /tmp/StaticTrustCache.data
pyimg4 im4p extract -i /System/Library/Security/OSLaunchPolicyData -o /tmp/OSLaunchPolicyData.data
```
{% endcode %}
(另一个选择是使用工具[**img4tool**](https://github.com/tihmstar/img4tool)即使是旧版本也可以在M1上运行如果您将其安装在正确的位置也可以在x86\_64上运行
现在,您可以使用工具[**trustcache**](https://github.com/CRKatri/trustcache)以可读格式获取信息:
```bash
# Install
wget https://github.com/CRKatri/trustcache/releases/download/v2.0/trustcache_macos_arm64
sudo mv ./trustcache_macos_arm64 /usr/local/bin/trustcache
xattr -rc /usr/local/bin/trustcache
chmod +x /usr/local/bin/trustcache
# Run
trustcache info /tmp/OSLaunchPolicyData.data | head
trustcache info /tmp/StaticTrustCache.data | head
trustcache info /tmp/BaseSystemTrustCache.data | head
version = 2
uuid = 35EB5284-FD1E-4A5A-9EFB-4F79402BA6C0
entry count = 969
0065fc3204c9f0765049b82022e4aa5b44f3a9c8 [none] [2] [1]
00aab02b28f99a5da9b267910177c09a9bf488a2 [none] [2] [1]
0186a480beeee93050c6c4699520706729b63eff [none] [2] [2]
0191be4c08426793ff3658ee59138e70441fc98a [none] [2] [3]
01b57a71112235fc6241194058cea5c2c7be3eb1 [none] [2] [2]
01e6934cb8833314ea29640c3f633d740fc187f2 [none] [2] [2]
020bf8c388deaef2740d98223f3d2238b08bab56 [none] [2] [3]
```
信任缓存遵循以下结构,因此**LC类别是第4列**。
```c
struct trust_cache_entry2 {
uint8_t cdhash[CS_CDHASH_LEN];
uint8_t hash_type;
uint8_t flags;
uint8_t constraintCategory;
uint8_t reserved0;
} __attribute__((__packed__));
```
然后,您可以使用[**此脚本**](https://gist.github.com/xpn/66dc3597acd48a4c31f5f77c3cc62f30)之类的脚本来提取数据。
从这些数据中,您可以检查具有**启动约束值为`0`**的应用程序,这些应用程序没有受到约束([**在此处检查**](https://gist.github.com/LinusHenze/4cd5d7ef057a144cda7234e2c247c056)每个值的含义)。
## 攻击缓解
启动约束可以通过**确保进程不会在意外条件下执行**来缓解多个旧攻击例如来自意外位置的执行或由意外父进程调用如果只有launchd应该启动它
此外,启动约束还可以**缓解降级攻击**。
然而,它们**无法缓解常见的XPC滥用**、**Electron**代码注入或没有库验证的**dylib注入**除非已知可以加载库的团队ID
### XPC守护进程保护
在撰写本文时Sonoma版本守护进程XPC服务的**负责进程是XPC服务本身**而不是连接的客户端提交FBFB13206884。假设有一秒钟的时间我们仍然**无法在攻击者代码中启动XPC服务**,但如果它已经**处于活动状态**(可能是因为原始应用程序调用了它),那么没有任何阻止我们**连接到它**的措施。因此,尽管设置约束可能是个好主意,并且会**限制攻击时间范围**但它并不能解决主要问题我们的XPC服务仍然应该正确验证连接的客户端。这仍然是保护它的唯一方法。而且正如一开始提到的现在它甚至不起作用。
### Electron保护
即使要求应用程序必须通过**LaunchService打开**(在父进程的约束中)。这可以通过使用**`open`**(可以设置环境变量)或使用**Launch Services API**(可以指示环境变量)来实现。
## 参考资料
* [https://youtu.be/f1HA5QhLQ7Y?t=24146](https://youtu.be/f1HA5QhLQ7Y?t=24146)
* [https://theevilbit.github.io/posts/launch\_constraints\_deep\_dive/](https://theevilbit.github.io/posts/launch\_constraints\_deep\_dive/)
* [https://eclecticlight.co/2023/06/13/why-wont-a-system-app-or-command-tool-run-launch-constraints-and-trust-caches/](https://eclecticlight.co/2023/06/13/why-wont-a-system-app-or-command-tool-run-launch-constraints-and-trust-caches/)
* [https://developer.apple.com/videos/play/wwdc2023/10266/](https://developer.apple.com/videos/play/wwdc2023/10266/)
<details>
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