# Binários universais do macOS e Formato Mach-O As binários do Mac OS geralmente são compilados como **binários universais**. Um **binário universal** pode **suportar várias arquiteturas no mesmo arquivo**. Esses binários seguem a **estrutura Mach-O** que é basicamente composta por: * Cabeçalho * Comandos de carga * Dados ![](<../../../.gitbook/assets/image (559).png>) ## Cabeçalho Fat Procure pelo arquivo com: `mdfind fat.h | grep -i mach-o | grep -E "fat.h$"` 
#define FAT_MAGIC	0xcafebabe
#define FAT_CIGAM	0xbebafeca	/* NXSwapLong(FAT_MAGIC) */

struct fat_header {
	uint32_t	magic;		/* FAT_MAGIC or FAT_MAGIC_64 */
	uint32_t	nfat_arch;	/* number of structs that follow */
};

struct fat_arch {
	cpu_type_t	cputype;	/* cpu specifier (int) */
	cpu_subtype_t	cpusubtype;	/* machine specifier (int) */
	uint32_t	offset;		/* file offset to this object file */
	uint32_t	size;		/* size of this object file */
	uint32_t	align;		/* alignment as a power of 2 */
};
O cabeçalho tem os bytes **magic** seguidos pelo **número** de **arquiteturas** que o arquivo **contém** (`nfat_arch`) e cada arquitetura terá uma estrutura `fat_arch`. Verifique com: 
% file /bin/ls
/bin/ls: Mach-O universal binary with 2 architectures: [x86_64:Mach-O 64-bit executable x86_64] [arm64e:Mach-O 64-bit executable arm64e]
/bin/ls (for architecture x86_64):	Mach-O 64-bit executable x86_64
/bin/ls (for architecture arm64e):	Mach-O 64-bit executable arm64e

% otool -f -v /bin/ls
Fat headers
fat_magic FAT_MAGIC
nfat_arch 2
architecture x86_64
    cputype CPU_TYPE_X86_64
    cpusubtype CPU_SUBTYPE_X86_64_ALL
    capabilities 0x0
    offset 16384
    size 72896
    align 2^14 (16384)
architecture arm64e
    cputype CPU_TYPE_ARM64
    cpusubtype CPU_SUBTYPE_ARM64E
    capabilities PTR_AUTH_VERSION USERSPACE 0
    offset 98304
    size 88816
    align 2^14 (16384)
ou usando a ferramenta [Mach-O View](https://sourceforge.net/projects/machoview/):
Como você pode estar pensando, geralmente um binário universal compilado para 2 arquiteturas **dobra o tamanho** de um compilado para apenas 1 arquitetura. ## **Cabeçalho Mach-O** O cabeçalho contém informações básicas sobre o arquivo, como bytes mágicos para identificá-lo como um arquivo Mach-O e informações sobre a arquitetura de destino. Você pode encontrá-lo em: `mdfind loader.h | grep -i mach-o | grep -E "loader.h$"` ```c #define MH_MAGIC 0xfeedface /* the mach magic number */ #define MH_CIGAM 0xcefaedfe /* NXSwapInt(MH_MAGIC) */ struct mach_header { uint32_t magic; /* mach magic number identifier */ cpu_type_t cputype; /* cpu specifier (e.g. I386) */ cpu_subtype_t cpusubtype; /* machine specifier */ uint32_t filetype; /* type of file (usage and alignment for the file) */ uint32_t ncmds; /* number of load commands */ uint32_t sizeofcmds; /* the size of all the load commands */ uint32_t flags; /* flags */ }; #define MH_MAGIC_64 0xfeedfacf /* the 64-bit mach magic number */ #define MH_CIGAM_64 0xcffaedfe /* NXSwapInt(MH_MAGIC_64) */ struct mach_header_64 { uint32_t magic; /* mach magic number identifier */ int32_t cputype; /* cpu specifier */ int32_t cpusubtype; /* machine specifier */ uint32_t filetype; /* type of file */ uint32_t ncmds; /* number of load commands */ uint32_t sizeofcmds; /* the size of all the load commands */ uint32_t flags; /* flags */ uint32_t reserved; /* reserved */ }; ``` **Tipos de Arquivos**: * MH\_EXECUTE (0x2): Executável Mach-O padrão * MH\_DYLIB (0x6): Uma biblioteca dinâmica Mach-O (ou seja, .dylib) * MH\_BUNDLE (0x8): Um pacote Mach-O (ou seja, .bundle) ```bash # Checking the mac header of a binary otool -arch arm64e -hv /bin/ls Mach header magic cputype cpusubtype caps filetype ncmds sizeofcmds flags MH_MAGIC_64 ARM64 E USR00 EXECUTE 19 1728 NOUNDEFS DYLDLINK TWOLEVEL PIE ``` Ou usando o [Mach-O View](https://sourceforge.net/projects/machoview/):
## **Comandos de carga Mach-O** Isso especifica o **layout do arquivo na memória**. Ele contém a **localização da tabela de símbolos**, o contexto da thread principal no início da execução e quais **bibliotecas compartilhadas** são necessárias.\ Os comandos basicamente instruem o carregador dinâmico **(dyld) como carregar o binário na memória.** Os comandos de carga começam com uma estrutura **load\_command**, definida no **`loader.h`** mencionado anteriormente: ```objectivec struct load_command { uint32_t cmd; /* type of load command */ uint32_t cmdsize; /* total size of command in bytes */ }; ``` Existem cerca de **50 tipos diferentes de comandos de carga** que o sistema manipula de forma diferente. Os mais comuns são: `LC_SEGMENT_64`, `LC_LOAD_DYLINKER`, `LC_MAIN`, `LC_LOAD_DYLIB` e `LC_CODE_SIGNATURE`. ### **LC\_SEGMENT/LC\_SEGMENT\_64** {% hint style="success" %} Basicamente, este tipo de comando de carga define **como carregar as seções** que são armazenadas em DATA quando o binário é executado. {% endhint %} Esses comandos **definem segmentos** que são **mapeados** no **espaço de memória virtual** de um processo quando ele é executado. Existem **diferentes tipos** de segmentos, como o segmento **\_\_TEXT**, que contém o código executável de um programa, e o segmento **\_\_DATA**, que contém dados usados pelo processo. Esses **segmentos estão localizados na seção de dados** do arquivo Mach-O. **Cada segmento** pode ser **dividido** em várias **seções**. A **estrutura do comando de carga** contém **informações** sobre **essas seções** dentro do respectivo segmento. No cabeçalho, primeiro você encontra o **cabeçalho do segmento**: 
struct segment_command_64 { /* para arquiteturas de 64 bits */
	uint32_t	cmd;		/* LC_SEGMENT_64 */
	uint32_t	cmdsize;	/* inclui o tamanho dos structs section_64 */
	char		segname[16];	/* nome do segmento */
	uint64_t	vmaddr;		/* endereço de memória deste segmento */
	uint64_t	vmsize;		/* tamanho da memória deste segmento */
	uint64_t	fileoff;	/* deslocamento do arquivo deste segmento */
	uint64_t	filesize;	/* quantidade a ser mapeada do arquivo */
	int32_t		maxprot;	/* proteção VM máxima */
	int32_t		initprot;	/* proteção VM inicial */
	uint32_t	nsects;		/* número de seções no segmento */
	uint32_t	flags;		/* flags */
};
Exemplo de cabeçalho do segmento:
Este cabeçalho define o **número de seções cujos cabeçalhos aparecem depois** dele: ```c struct section_64 { /* for 64-bit architectures */ char sectname[16]; /* name of this section */ char segname[16]; /* segment this section goes in */ uint64_t addr; /* memory address of this section */ uint64_t size; /* size in bytes of this section */ uint32_t offset; /* file offset of this section */ uint32_t align; /* section alignment (power of 2) */ uint32_t reloff; /* file offset of relocation entries */ uint32_t nreloc; /* number of relocation entries */ uint32_t flags; /* flags (section type and attributes)*/ uint32_t reserved1; /* reserved (for offset or index) */ uint32_t reserved2; /* reserved (for count or sizeof) */ uint32_t reserved3; /* reserved */ }; ``` Exemplo de **cabeçalho de seção**:
Se você **adicionar** o **deslocamento da seção** (0x37DC) + o **deslocamento** onde o **arquitetura começa**, neste caso `0x18000` --> `0x37DC + 0x18000 = 0x1B7DC`
Também é possível obter **informações de cabeçalho** a partir da **linha de comando** com: ```bash otool -lv /bin/ls ``` Segmentos comuns carregados por este cmd: * **`__PAGEZERO`:** Instrui o kernel a **mapear** o **endereço zero** para que ele **não possa ser lido, escrito ou executado**. As variáveis maxprot e minprot na estrutura são definidas como zero para indicar que não há **direitos de leitura-escrita-execução nesta página**. * Esta alocação é importante para **mitigar vulnerabilidades de referência de ponteiro nulo**. * **`__TEXT`**: Contém **código executável** e **dados** que são **somente leitura**. Seções comuns deste segmento: * `__text`: Código binário compilado * `__const`: Dados constantes * `__cstring`: Constantes de string * `__stubs` e `__stubs_helper`: Envolvidos durante o processo de carregamento de biblioteca dinâmica * **`__DATA`**: Contém dados que são **graváveis**. * `__data`: Variáveis globais (que foram inicializadas) * `__bss`: Variáveis estáticas (que não foram inicializadas) * `__objc_*` (\_\_objc\_classlist, \_\_objc\_protolist, etc): Informações usadas pelo tempo de execução do Objective-C * **`__LINKEDIT`**: Contém informações para o linker (dyld) como, "símbolo, string e entradas de tabela de realocação". * **`__OBJC`**: Contém informações usadas pelo tempo de execução do Objective-C. Embora essas informações também possam ser encontradas no segmento \_\_DATA, dentro de várias seções em \_\_objc\_\*. ### **`LC_MAIN`** Contém o ponto de entrada no atributo **entryoff**. No momento do carregamento, o **dyld** simplesmente **adiciona** esse valor à **base do binário na memória**, então **salta** para esta instrução para iniciar a execução do código binário. ### **LC\_CODE\_SIGNATURE** Contém informações sobre a **assinatura de código do arquivo Macho-O**. Ele contém apenas um **deslocamento** que **aponta** para o **bloco de assinatura**. Isso geralmente está no final do arquivo. ### **LC\_LOAD\_DYLINKER** Contém o **caminho para o executável do linker dinâmico** que mapeia bibliotecas compartilhadas no espaço de endereço do processo. O **valor é sempre definido como `/usr/lib/dyld`**. É importante observar que no macOS, o mapeamento de dylib acontece em **modo de usuário**, não em modo de kernel. ### **`LC_LOAD_DYLIB`** Este comando de carregamento descreve uma **dependência de biblioteca dinâmica** que **instrui** o **carregador** (dyld) a **carregar e vincular a biblioteca**. Há um comando de carregamento LC\_LOAD\_DYLIB **para cada biblioteca** que o binário Mach-O requer. * Este comando de carregamento é uma estrutura do tipo **`dylib_command`** (que contém uma estrutura dylib, descrevendo a biblioteca dinâmica dependente real): ```objectivec struct dylib_command { uint32_t cmd; /* LC_LOAD_{,WEAK_}DYLIB */ uint32_t cmdsize; /* includes pathname string */ struct dylib dylib; /* the library identification */ }; struct dylib { union lc_str name; /* library's path name */ uint32_t timestamp; /* library's build time stamp */ uint32_t current_version; /* library's current version number */ uint32_t compatibility_version; /* library's compatibility vers number*/ }; ``` Você também pode obter essas informações a partir da linha de comando com: ```bash otool -L /bin/ls /bin/ls: /usr/lib/libutil.dylib (compatibility version 1.0.0, current version 1.0.0) /usr/lib/libncurses.5.4.dylib (compatibility version 5.4.0, current version 5.4.0) /usr/lib/libSystem.B.dylib (compatibility version 1.0.0, current version 1319.0.0) ``` Algumas bibliotecas potencialmente relacionadas a malwares são: * **DiskArbitration**: Monitoramento de unidades USB * **AVFoundation:** Captura de áudio e vídeo * **CoreWLAN**: Escaneamento de Wi-Fi. {% hint style="info" %} Um binário Mach-O pode conter um ou **mais** **construtores**, que serão **executados** **antes** do endereço especificado em **LC\_MAIN**.\ Os deslocamentos de quaisquer construtores são mantidos na seção **\_\_mod\_init\_func** do segmento **\_\_DATA\_CONST**. {% endhint %} ## **Dados Mach-O** O coração do arquivo é a região final, os dados, que consiste em vários segmentos conforme disposto na região de comandos de carga. **Cada segmento pode conter várias seções de dados**. Cada uma dessas seções **contém código ou dados** de um tipo específico. {% hint style="success" %} Os dados são basicamente a parte que contém todas as informações carregadas pelos comandos de carga LC\_SEGMENTS\_64 {% endhint %} ![](<../../../.gitbook/assets/image (507) (3).png>) Isso inclui: * **Tabela de funções:** que contém informações sobre as funções do programa. * **Tabela de símbolos**: que contém informações sobre as funções externas usadas pelo binário * Também pode conter nomes de funções internas, variáveis e muito mais. Para verificar, você pode usar a ferramenta [**Mach-O View**](https://sourceforge.net/projects/machoview/):
Ou pelo cli: ```bash size -m /bin/ls ```
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