# macOS XPC

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</details>
{% endhint %}

## Basic Information

XPC, que significa Comunicação Inter-Processo XNU (o kernel usado pelo macOS), é uma estrutura para **comunicação entre processos** no macOS e iOS. O XPC fornece um mecanismo para fazer **chamadas de método assíncronas e seguras entre diferentes processos** no sistema. É parte do paradigma de segurança da Apple, permitindo a **criação de aplicativos com separação de privilégios** onde cada **componente** é executado com **apenas as permissões necessárias** para realizar sua função, limitando assim o potencial de dano de um processo comprometido.

O XPC usa uma forma de Comunicação Inter-Processo (IPC), que é um conjunto de métodos para diferentes programas em execução no mesmo sistema trocarem dados.

Os principais benefícios do XPC incluem:

1. **Segurança**: Ao separar o trabalho em diferentes processos, cada processo pode receber apenas as permissões necessárias. Isso significa que, mesmo que um processo seja comprometido, ele tem capacidade limitada de causar danos.
2. **Estabilidade**: O XPC ajuda a isolar falhas no componente onde ocorrem. Se um processo falhar, ele pode ser reiniciado sem afetar o restante do sistema.
3. **Desempenho**: O XPC permite fácil concorrência, pois diferentes tarefas podem ser executadas simultaneamente em diferentes processos.

A única **desvantagem** é que **separar um aplicativo em vários processos** que se comunicam via XPC é **menos eficiente**. Mas nos sistemas de hoje, isso não é quase perceptível e os benefícios são melhores.

## Application Specific XPC services

Os componentes XPC de um aplicativo estão **dentro do próprio aplicativo.** Por exemplo, no Safari, você pode encontrá-los em **`/Applications/Safari.app/Contents/XPCServices`**. Eles têm a extensão **`.xpc`** (como **`com.apple.Safari.SandboxBroker.xpc`**) e também são **pacotes** com o binário principal dentro dele: `/Applications/Safari.app/Contents/XPCServices/com.apple.Safari.SandboxBroker.xpc/Contents/MacOS/com.apple.Safari.SandboxBroker` e um `Info.plist: /Applications/Safari.app/Contents/XPCServices/com.apple.Safari.SandboxBroker.xpc/Contents/Info.plist`

Como você pode estar pensando, um **componente XPC terá diferentes direitos e privilégios** do que os outros componentes XPC ou o binário principal do aplicativo. EXCETO se um serviço XPC estiver configurado com [**JoinExistingSession**](https://developer.apple.com/documentation/bundleresources/information_property_list/xpcservice/joinexistingsession) definido como “True” em seu **Info.plist**. Nesse caso, o serviço XPC será executado na **mesma sessão de segurança que o aplicativo** que o chamou.

Os serviços XPC são **iniciados** pelo **launchd** quando necessário e **encerrados** uma vez que todas as tarefas estão **concluídas** para liberar recursos do sistema. **Componentes XPC específicos de aplicativos só podem ser utilizados pelo aplicativo**, reduzindo assim o risco associado a potenciais vulnerabilidades.

## System Wide XPC services

Os serviços XPC de sistema são acessíveis a todos os usuários. Esses serviços, seja launchd ou do tipo Mach, precisam ser **definidos em arquivos plist** localizados em diretórios especificados, como **`/System/Library/LaunchDaemons`**, **`/Library/LaunchDaemons`**, **`/System/Library/LaunchAgents`**, ou **`/Library/LaunchAgents`**.

Esses arquivos plist terão uma chave chamada **`MachServices`** com o nome do serviço, e uma chave chamada **`Program`** com o caminho para o binário:
```xml
cat /Library/LaunchDaemons/com.jamf.management.daemon.plist

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE plist PUBLIC "-//Apple//DTD PLIST 1.0//EN" "http://www.apple.com/DTDs/PropertyList-1.0.dtd">
<plist version="1.0">
<dict>
<key>Program</key>
<string>/Library/Application Support/JAMF/Jamf.app/Contents/MacOS/JamfDaemon.app/Contents/MacOS/JamfDaemon</string>
<key>AbandonProcessGroup</key>
<true/>
<key>KeepAlive</key>
<true/>
<key>Label</key>
<string>com.jamf.management.daemon</string>
<key>MachServices</key>
<dict>
<key>com.jamf.management.daemon.aad</key>
<true/>
<key>com.jamf.management.daemon.agent</key>
<true/>
<key>com.jamf.management.daemon.binary</key>
<true/>
<key>com.jamf.management.daemon.selfservice</key>
<true/>
<key>com.jamf.management.daemon.service</key>
<true/>
</dict>
<key>RunAtLoad</key>
<true/>
</dict>
</plist>
```
Os que estão em **`LaunchDameons`** são executados pelo root. Portanto, se um processo não privilegiado puder se comunicar com um desses, poderá ser capaz de escalar privilégios.

## Objetos XPC

* **`xpc_object_t`**

Cada mensagem XPC é um objeto dicionário que simplifica a serialização e deserialização. Além disso, `libxpc.dylib` declara a maioria dos tipos de dados, então é possível garantir que os dados recebidos sejam do tipo esperado. Na API C, cada objeto é um `xpc_object_t` (e seu tipo pode ser verificado usando `xpc_get_type(object)`).\
Além disso, a função `xpc_copy_description(object)` pode ser usada para obter uma representação em string do objeto que pode ser útil para fins de depuração.\
Esses objetos também têm alguns métodos para chamar, como `xpc_<object>_copy`, `xpc_<object>_equal`, `xpc_<object>_hash`, `xpc_<object>_serialize`, `xpc_<object>_deserialize`...

Os `xpc_object_t` são criados chamando a função `xpc_<objetType>_create`, que internamente chama `_xpc_base_create(Class, Size)`, onde é indicado o tipo da classe do objeto (um dos `XPC_TYPE_*`) e o tamanho dele (alguns 40B extras serão adicionados ao tamanho para metadados). O que significa que os dados do objeto começarão no deslocamento de 40B.\
Portanto, o `xpc_<objectType>_t` é uma espécie de subclasse do `xpc_object_t`, que seria uma subclasse de `os_object_t*`.

{% hint style="warning" %}
Observe que deve ser o desenvolvedor quem usa `xpc_dictionary_[get/set]_<objectType>` para obter ou definir o tipo e o valor real de uma chave.
{% endhint %}

* **`xpc_pipe`**

Um **`xpc_pipe`** é um pipe FIFO que os processos podem usar para se comunicar (a comunicação usa mensagens Mach).\
É possível criar um servidor XPC chamando `xpc_pipe_create()` ou `xpc_pipe_create_from_port()` para criá-lo usando uma porta Mach específica. Em seguida, para receber mensagens, é possível chamar `xpc_pipe_receive` e `xpc_pipe_try_receive`.

Observe que o objeto **`xpc_pipe`** é um **`xpc_object_t`** com informações em sua struct sobre as duas portas Mach usadas e o nome (se houver). O nome, por exemplo, o daemon `secinitd` em seu plist `/System/Library/LaunchDaemons/com.apple.secinitd.plist` configura o pipe chamado `com.apple.secinitd`.

Um exemplo de um **`xpc_pipe`** é o **bootstrap pipe** criado pelo **`launchd`**, tornando possível compartilhar portas Mach.

* **`NSXPC*`**

Estes são objetos de alto nível em Objective-C que permitem a abstração de conexões XPC.\
Além disso, é mais fácil depurar esses objetos com DTrace do que os anteriores.

* **`GCD Queues`**

XPC usa GCD para passar mensagens, além disso, gera certas filas de despacho como `xpc.transactionq`, `xpc.io`, `xpc-events.add-listenerq`, `xpc.service-instance`...

## Serviços XPC

Estes são **pacotes com extensão `.xpc`** localizados dentro da pasta **`XPCServices`** de outros projetos e no `Info.plist` eles têm o `CFBundlePackageType` definido como **`XPC!`**.\
Este arquivo possui outras chaves de configuração, como `ServiceType`, que pode ser Application, User, System ou `_SandboxProfile`, que pode definir um sandbox, ou `_AllowedClients`, que pode indicar direitos ou ID necessários para contatar o serviço. Essas e outras opções de configuração serão úteis para configurar o serviço ao ser iniciado.

### Iniciando um Serviço

O aplicativo tenta **conectar** a um serviço XPC usando `xpc_connection_create_mach_service`, então o launchd localiza o daemon e inicia **`xpcproxy`**. **`xpcproxy`** impõe as restrições configuradas e gera o serviço com os FDs e portas Mach fornecidos.

Para melhorar a velocidade da busca pelo serviço XPC, um cache é utilizado.

É possível rastrear as ações de `xpcproxy` usando:
```bash
supraudit S -C -o /tmp/output /dev/auditpipe
```
A biblioteca XPC usa `kdebug` para registrar ações chamando `xpc_ktrace_pid0` e `xpc_ktrace_pid1`. Os códigos que utiliza não são documentados, então é necessário adicioná-los em `/usr/share/misc/trace.codes`. Eles têm o prefixo `0x29` e, por exemplo, um é `0x29000004`: `XPC_serializer_pack`.\
A utilidade `xpcproxy` usa o prefixo `0x22`, por exemplo: `0x2200001c: xpcproxy:will_do_preexec`.

## Mensagens de Evento XPC

Aplicativos podem **se inscrever** em diferentes **mensagens de evento**, permitindo que sejam **iniciadas sob demanda** quando tais eventos ocorrem. A **configuração** para esses serviços é feita em arquivos **plist do launchd**, localizados nas **mesmas diretórios que os anteriores** e contendo uma chave extra **`LaunchEvent`**.

### Verificação de Processo Conectado XPC

Quando um processo tenta chamar um método via uma conexão XPC, o **serviço XPC deve verificar se esse processo tem permissão para se conectar**. Aqui estão as maneiras comuns de verificar isso e as armadilhas comuns:

{% content-ref url="macos-xpc-connecting-process-check/" %}
[macos-xpc-connecting-process-check](macos-xpc-connecting-process-check/)
{% endcontent-ref %}

## Autorização XPC

A Apple também permite que aplicativos **configurem alguns direitos e como obtê-los**, então, se o processo chamador os tiver, ele será **permitido a chamar um método** do serviço XPC:

{% content-ref url="macos-xpc-authorization.md" %}
[macos-xpc-authorization.md](macos-xpc-authorization.md)
{% endcontent-ref %}

## Sniffer XPC

Para capturar as mensagens XPC, você pode usar [**xpcspy**](https://github.com/hot3eed/xpcspy), que utiliza **Frida**.
```bash
# Install
pip3 install xpcspy
pip3 install xpcspy --no-deps # To not make xpcspy install Frida 15 and downgrade your Frida installation

# Start sniffing
xpcspy -U -r -W <bundle-id>
## Using filters (i: for input, o: for output)
xpcspy -U <prog-name> -t 'i:com.apple.*' -t 'o:com.apple.*' -r
```
Outra ferramenta possível de usar é [**XPoCe2**](https://newosxbook.com/tools/XPoCe2.html).

## Exemplo de Código C de Comunicação XPC

{% tabs %}
{% tab title="xpc_server.c" %}
```c
// gcc xpc_server.c -o xpc_server

#include <xpc/xpc.h>

static void handle_event(xpc_object_t event) {
if (xpc_get_type(event) == XPC_TYPE_DICTIONARY) {
// Print received message
const char* received_message = xpc_dictionary_get_string(event, "message");
printf("Received message: %s\n", received_message);

// Create a response dictionary
xpc_object_t response = xpc_dictionary_create(NULL, NULL, 0);
xpc_dictionary_set_string(response, "received", "received");

// Send response
xpc_connection_t remote = xpc_dictionary_get_remote_connection(event);
xpc_connection_send_message(remote, response);

// Clean up
xpc_release(response);
}
}

static void handle_connection(xpc_connection_t connection) {
xpc_connection_set_event_handler(connection, ^(xpc_object_t event) {
handle_event(event);
});
xpc_connection_resume(connection);
}

int main(int argc, const char *argv[]) {
xpc_connection_t service = xpc_connection_create_mach_service("xyz.hacktricks.service",
dispatch_get_main_queue(),
XPC_CONNECTION_MACH_SERVICE_LISTENER);
if (!service) {
fprintf(stderr, "Failed to create service.\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}

xpc_connection_set_event_handler(service, ^(xpc_object_t event) {
xpc_type_t type = xpc_get_type(event);
if (type == XPC_TYPE_CONNECTION) {
handle_connection(event);
}
});

xpc_connection_resume(service);
dispatch_main();

return 0;
}
```
{% endtab %}

{% tab title="xpc_client.c" %}
```c
// gcc xpc_client.c -o xpc_client

#include <xpc/xpc.h>

int main(int argc, const char *argv[]) {
xpc_connection_t connection = xpc_connection_create_mach_service("xyz.hacktricks.service", NULL, XPC_CONNECTION_MACH_SERVICE_PRIVILEGED);

xpc_connection_set_event_handler(connection, ^(xpc_object_t event) {
if (xpc_get_type(event) == XPC_TYPE_DICTIONARY) {
// Print received message
const char* received_message = xpc_dictionary_get_string(event, "received");
printf("Received message: %s\n", received_message);
}
});

xpc_connection_resume(connection);

xpc_object_t message = xpc_dictionary_create(NULL, NULL, 0);
xpc_dictionary_set_string(message, "message", "Hello, Server!");

xpc_connection_send_message(connection, message);

dispatch_main();

return 0;
}
```
{% endtab %}

{% tab title="xyz.hacktricks.service.plist" %}
```xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE plist PUBLIC "-//Apple//DTD PLIST 1.0//EN" "http://www.apple.com/DTDs/PropertyList-1.0.dtd"> <plist version="1.0">
<dict>
<key>Label</key>
<string>xyz.hacktricks.service</string>
<key>MachServices</key>
<dict>
<key>xyz.hacktricks.service</key>
<true/>
</dict>
<key>Program</key>
<string>/tmp/xpc_server</string>
<key>ProgramArguments</key>
<array>
<string>/tmp/xpc_server</string>
</array>
</dict>
</plist>
```
{% endtab %}
{% endtabs %}
```bash
# Compile the server & client
gcc xpc_server.c -o xpc_server
gcc xpc_client.c -o xpc_client

# Save server on it's location
cp xpc_server /tmp

# Load daemon
sudo cp xyz.hacktricks.service.plist /Library/LaunchDaemons
sudo launchctl load /Library/LaunchDaemons/xyz.hacktricks.service.plist

# Call client
./xpc_client

# Clean
sudo launchctl unload /Library/LaunchDaemons/xyz.hacktricks.service.plist
sudo rm /Library/LaunchDaemons/xyz.hacktricks.service.plist /tmp/xpc_server
```
## Exemplo de Código Objective-C para Comunicação XPC

{% tabs %}
{% tab title="oc_xpc_server.m" %}
```objectivec
// gcc -framework Foundation oc_xpc_server.m -o oc_xpc_server
#include <Foundation/Foundation.h>

@protocol MyXPCProtocol
- (void)sayHello:(NSString *)some_string withReply:(void (^)(NSString *))reply;
@end

@interface MyXPCObject : NSObject <MyXPCProtocol>
@end


@implementation MyXPCObject
- (void)sayHello:(NSString *)some_string withReply:(void (^)(NSString *))reply {
NSLog(@"Received message: %@", some_string);
NSString *response = @"Received";
reply(response);
}
@end

@interface MyDelegate : NSObject <NSXPCListenerDelegate>
@end


@implementation MyDelegate

- (BOOL)listener:(NSXPCListener *)listener shouldAcceptNewConnection:(NSXPCConnection *)newConnection {
newConnection.exportedInterface = [NSXPCInterface interfaceWithProtocol:@protocol(MyXPCProtocol)];

MyXPCObject *my_object = [MyXPCObject new];

newConnection.exportedObject = my_object;

[newConnection resume];
return YES;
}
@end

int main(void) {

NSXPCListener *listener = [[NSXPCListener alloc] initWithMachServiceName:@"xyz.hacktricks.svcoc"];

id <NSXPCListenerDelegate> delegate = [MyDelegate new];
listener.delegate = delegate;
[listener resume];

sleep(10); // Fake something is done and then it ends
}
```
{% endtab %}

{% tab title="oc_xpc_client.m" %}
```objectivec
// gcc -framework Foundation oc_xpc_client.m -o oc_xpc_client
#include <Foundation/Foundation.h>

@protocol MyXPCProtocol
- (void)sayHello:(NSString *)some_string withReply:(void (^)(NSString *))reply;
@end

int main(void) {
NSXPCConnection *connection = [[NSXPCConnection alloc] initWithMachServiceName:@"xyz.hacktricks.svcoc" options:NSXPCConnectionPrivileged];
connection.remoteObjectInterface = [NSXPCInterface interfaceWithProtocol:@protocol(MyXPCProtocol)];
[connection resume];

[[connection remoteObjectProxy] sayHello:@"Hello, Server!" withReply:^(NSString *response) {
NSLog(@"Received response: %@", response);
}];

[[NSRunLoop currentRunLoop] run];

return 0;
}
```
{% endtab %}

{% tab title="xyz.hacktricks.svcoc.plist" %}
```xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE plist PUBLIC "-//Apple//DTD PLIST 1.0//EN" "http://www.apple.com/DTDs/PropertyList-1.0.dtd"> <plist version="1.0">
<dict>
<key>Label</key>
<string>xyz.hacktricks.svcoc</string>
<key>MachServices</key>
<dict>
<key>xyz.hacktricks.svcoc</key>
<true/>
</dict>
<key>Program</key>
<string>/tmp/oc_xpc_server</string>
<key>ProgramArguments</key>
<array>
<string>/tmp/oc_xpc_server</string>
</array>
</dict>
</plist>
```
{% endtab %}
{% endtabs %}
```bash
# Compile the server & client
gcc -framework Foundation oc_xpc_server.m -o oc_xpc_server
gcc -framework Foundation oc_xpc_client.m -o oc_xpc_client

# Save server on it's location
cp oc_xpc_server /tmp

# Load daemon
sudo cp xyz.hacktricks.svcoc.plist /Library/LaunchDaemons
sudo launchctl load /Library/LaunchDaemons/xyz.hacktricks.svcoc.plist

# Call client
./oc_xpc_client

# Clean
sudo launchctl unload /Library/LaunchDaemons/xyz.hacktricks.svcoc.plist
sudo rm /Library/LaunchDaemons/xyz.hacktricks.svcoc.plist /tmp/oc_xpc_server
```
## Cliente dentro de um código Dylb
```objectivec
// gcc -dynamiclib -framework Foundation oc_xpc_client.m -o oc_xpc_client.dylib
// gcc injection example:
// DYLD_INSERT_LIBRARIES=oc_xpc_client.dylib /path/to/vuln/bin

#import <Foundation/Foundation.h>

@protocol MyXPCProtocol
- (void)sayHello:(NSString *)some_string withReply:(void (^)(NSString *))reply;
@end

__attribute__((constructor))
static void customConstructor(int argc, const char **argv)
{
NSString*  _serviceName = @"xyz.hacktricks.svcoc";

NSXPCConnection* _agentConnection = [[NSXPCConnection alloc] initWithMachServiceName:_serviceName options:4096];

[_agentConnection setRemoteObjectInterface:[NSXPCInterface interfaceWithProtocol:@protocol(MyXPCProtocol)]];

[_agentConnection resume];

[[_agentConnection remoteObjectProxyWithErrorHandler:^(NSError* error) {
(void)error;
NSLog(@"Connection Failure");
}] sayHello:@"Hello, Server!" withReply:^(NSString *response) {
NSLog(@"Received response: %@", response);
}    ];
NSLog(@"Done!");

return;
}
```
## Remote XPC

Essa funcionalidade fornecida pelo `RemoteXPC.framework` (do `libxpc`) permite comunicar via XPC através de diferentes hosts.\
Os serviços que suportam XPC remoto terão em seu plist a chave UsesRemoteXPC, como é o caso de `/System/Library/LaunchDaemons/com.apple.SubmitDiagInfo.plist`. No entanto, embora o serviço esteja registrado com `launchd`, é o `UserEventAgent` com os plugins `com.apple.remoted.plugin` e `com.apple.remoteservicediscovery.events.plugin` que fornece a funcionalidade.

Além disso, o `RemoteServiceDiscovery.framework` permite obter informações do `com.apple.remoted.plugin`, expondo funções como `get_device`, `get_unique_device`, `connect`...

Uma vez que `connect` é usado e o socket `fd` do serviço é coletado, é possível usar a classe `remote_xpc_connection_*`.

É possível obter informações sobre serviços remotos usando a ferramenta cli `/usr/libexec/remotectl` com parâmetros como:
```bash
/usr/libexec/remotectl list # Get bridge devices
/usr/libexec/remotectl show ...# Get device properties and services
/usr/libexec/remotectl dumpstate # Like dump withuot indicateing a servie
/usr/libexec/remotectl [netcat|relay] ... # Expose a service in a port
...
```
A comunicação entre o BridgeOS e o host ocorre através de uma interface IPv6 dedicada. O `MultiverseSupport.framework` permite estabelecer sockets cujos `fd` serão usados para comunicação.\
É possível encontrar essas comunicações usando `netstat`, `nettop` ou a opção de código aberto, `netbottom`.

{% hint style="success" %}
Aprenda e pratique Hacking AWS:<img src="/.gitbook/assets/arte.png" alt="" data-size="line">[**HackTricks Training AWS Red Team Expert (ARTE)**](https://training.hacktricks.xyz/courses/arte)<img src="/.gitbook/assets/arte.png" alt="" data-size="line">\
Aprenda e pratique Hacking GCP: <img src="/.gitbook/assets/grte.png" alt="" data-size="line">[**HackTricks Training GCP Red Team Expert (GRTE)**<img src="/.gitbook/assets/grte.png" alt="" data-size="line">](https://training.hacktricks.xyz/courses/grte)

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{% endhint %}