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Inyección de Bibliotecas en macOS

Aprende a hackear AWS desde cero hasta experto con htARTE (HackTricks AWS Red Team Expert)!

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{% hint style="danger" %} El código de dyld es de código abierto y se puede encontrar en https://opensource.apple.com/source/dyld/ y se puede descargar un tar usando una URL como https://opensource.apple.com/tarballs/dyld/dyld-852.2.tar.gz {% endhint %}

DYLD_INSERT_LIBRARIES

Esto es similar al LD_PRELOAD en Linux. Permite indicar a un proceso que se va a ejecutar para cargar una biblioteca específica desde una ruta (si la variable de entorno está habilitada).

Esta técnica también puede ser utilizada como técnica ASEP ya que cada aplicación instalada tiene un archivo plist llamado "Info.plist" que permite la asignación de variables de entorno utilizando una clave llamada LSEnvironmental.

{% hint style="info" %} Desde 2012 Apple ha reducido drásticamente el poder de DYLD_INSERT_LIBRARIES.

Ve al código y verifica src/dyld.cpp. En la función pruneEnvironmentVariables puedes ver que las variables DYLD_* son eliminadas.

En la función processRestricted se establece la razón de la restricción. Revisando ese código puedes ver que las razones son:

  • El binario es setuid/setgid
  • Existencia de la sección __RESTRICT/__restrict en el binario macho.
  • El software tiene entitlements (tiempo de ejecución endurecido) sin el entitlement com.apple.security.cs.allow-dyld-environment-variables
  • Verifica los entitlements de un binario con: codesign -dv --entitlements :- </ruta/al/bin>

En versiones más actualizadas puedes encontrar esta lógica en la segunda parte de la función configureProcessRestrictions. Sin embargo, lo que se ejecuta en versiones más nuevas son las verificaciones iniciales de la función (puedes eliminar los ifs relacionados con iOS o simulación ya que no se usarán en macOS. {% endhint %}

Validación de Bibliotecas

Incluso si el binario permite el uso de la variable de entorno DYLD_INSERT_LIBRARIES, si el binario verifica la firma de la biblioteca para cargarla, no cargará una personalizada.

Para cargar una biblioteca personalizada, el binario necesita tener uno de los siguientes entitlements:

o el binario no debe tener la bandera de tiempo de ejecución endurecido o la bandera de validación de biblioteca.

Puedes verificar si un binario tiene tiempo de ejecución endurecido con codesign --display --verbose <bin> verificando la bandera de tiempo de ejecución en CodeDirectory como: CodeDirectory v=20500 size=767 flags=0x10000(runtime) hashes=13+7 location=embedded

También puedes cargar una biblioteca si está firmada con el mismo certificado que el binario.

Encuentra un ejemplo de cómo (ab)usar esto y verificar las restricciones en:

{% content-ref url="../../macos-dyld-hijacking-and-dyld_insert_libraries.md" %} macos-dyld-hijacking-and-dyld_insert_libraries.md {% endcontent-ref %}

Secuestro de Dylib

{% hint style="danger" %} Recuerda que las restricciones de validación de bibliotecas anteriores también se aplican para realizar ataques de secuestro de Dylib. {% endhint %}

Al igual que en Windows, en MacOS también puedes secuestrar dylibs para hacer que las aplicaciones ejecuten código arbitrario (bueno, en realidad desde un usuario regular esto podría no ser posible ya que es posible que necesites un permiso TCC para escribir dentro de un paquete .app y secuestrar una biblioteca).
Sin embargo, la forma en que las aplicaciones de MacOS cargan las bibliotecas es más restringida que en Windows. Esto implica que los desarrolladores de malware aún pueden usar esta técnica para sigilo, pero la probabilidad de poder abusar de esto para escalar privilegios es mucho menor.

En primer lugar, es más común encontrar que los binarios de MacOS indican la ruta completa de las bibliotecas a cargar. Y en segundo lugar, MacOS nunca busca en las carpetas de la $PATH para bibliotecas.

La parte principal del código relacionado con esta funcionalidad está en ImageLoader::recursiveLoadLibraries en ImageLoader.cpp.

Hay 4 comandos de encabezado diferentes que un binario macho puede usar para cargar bibliotecas:

  • El comando LC_LOAD_DYLIB es el comando común para cargar una dylib.
  • El comando LC_LOAD_WEAK_DYLIB funciona como el anterior, pero si la dylib no se encuentra, la ejecución continúa sin ningún error.
  • El comando LC_REEXPORT_DYLIB lo que hace es hacer de intermediario (o reexportar) los símbolos de una biblioteca diferente.
  • El comando LC_LOAD_UPWARD_DYLIB se utiliza cuando dos bibliotecas dependen una de la otra (esto se llama una dependencia ascendente).

Sin embargo, hay 2 tipos de secuestro de dylib:

  • Bibliotecas débilmente vinculadas faltantes: Esto significa que la aplicación intentará cargar una biblioteca que no existe configurada con LC_LOAD_WEAK_DYLIB. Luego, si un atacante coloca una dylib donde se espera, será cargada.
  • El hecho de que el enlace sea "débil" significa que la aplicación seguirá ejecutándose incluso si la biblioteca no se encuentra.
  • El código relacionado con esto está en la función ImageLoaderMachO::doGetDependentLibraries de ImageLoaderMachO.cpp donde lib->requiredesfalsesolo cuandoLC_LOAD_WEAK_DYLIB` es verdadero.
  • Encuentra bibliotecas débilmente vinculadas en binarios con (más adelante tienes un ejemplo de cómo crear bibliotecas de secuestro):

otool -l </ruta/al/bin> | grep LC_LOAD_WEAK_DYLIB -A 5 cmd LC_LOAD_WEAK_DYLIB cmdsize 56 name /var/tmp/lib/libUtl.1.dylib (offset 24) time stamp 2 Wed Jun 21 12:23:31 1969 current version 1.0.0 compatibility version 1.0.0

* **Configurado con @rpath**: Los binarios Mach-O pueden tener los comandos **`LC_RPATH`** y **`LC_LOAD_DYLIB`**. Basándose en los **valores** de esos comandos, las **bibliotecas** se cargarán desde **diferentes directorios**.
* **`LC_RPATH`** contiene las rutas de algunas carpetas utilizadas para cargar bibliotecas por el binario.
* **`LC_LOAD_DYLIB`** contiene la ruta a bibliotecas específicas para cargar. Estas rutas pueden contener **`@rpath`**, que será **reemplazado** por los valores en **`LC_RPATH`**. Si hay varias rutas en **`LC_RPATH`** todas se usarán para buscar la biblioteca a cargar. Ejemplo:
* Si **`LC_LOAD_DYLIB`** contiene `@rpath/library.dylib` y **`LC_RPATH`** contiene `/application/app.app/Contents/Framework/v1/` y `/application/app.app/Contents/Framework/v2/`. Ambas carpetas se utilizarán para cargar `library.dylib`**.** Si la biblioteca no existe en `[...]/v1/` y el atacante podría colocarla allí para secuestrar la carga de la biblioteca en `[...]/v2/` ya que se sigue el orden de las rutas en **`LC_LOAD_DYLIB`**.
* **Encuentra rutas y bibliotecas rpath** en binarios con: `otool -l </ruta/al/binario> | grep -E "LC_RPATH|LC_LOAD_DYLIB" -A 5`

{% hint style="info" %}
**`@executable_path`**: Es la **ruta** al directorio que contiene el **archivo ejecutable principal**.

**`@loader_path`**: Es la **ruta** al **directorio** que contiene el **binario Mach-O** que contiene el comando de carga.

* Cuando se usa en un ejecutable, **`@loader_path`** es efectivamente lo **mismo** que **`@executable_path`**.
* Cuando se usa en una **dylib**, **`@loader_path`** da la **ruta** a la **dylib**.
{% endhint %}

La forma de **escalar privilegios** abusando de esta funcionalidad sería en el caso raro de que una **aplicación** ejecutada **por** **root** esté **buscando** alguna **biblioteca en alguna carpeta donde el atacante tenga permisos de escritura.**

{% hint style="success" %}
Un buen **escáner** para encontrar **bibliotecas faltantes** en aplicaciones es [**Dylib Hijack Scanner**](https://objective-see.com/products/dhs.html) o una [**versión CLI**](https://github.com/pandazheng/DylibHijack).\
Un buen **informe con detalles técnicos** sobre esta técnica se puede encontrar [**aquí**](https://www.virusbulletin.com/virusbulletin/2015/03/dylib-hijacking-os-x).
{% endhint %}

**Ejemplo**

{% content-ref url="../../macos-dyld-hijacking-and-dyld_insert_libraries.md" %}
[macos-dyld-hijacking-and-dyld\_insert\_libraries.md](../../macos-dyld-hijacking-and-dyld\_insert_libraries.md)
{% endcontent-ref %}

## Secuestro de Dlopen

{% hint style="danger" %}
Recuerda que **las restricciones de validación de bibliotecas anteriores también se aplican** para realizar ataques de secuestro de Dlopen.
{% endhint %}

Desde **`man dlopen`**:

* Cuando la ruta **no contiene un carácter de barra inclinada** (es decir, es solo un nombre de hoja), **dlopen() buscará**. Si **`$DYLD_LIBRARY_PATH`** estaba configurado al inicio, dyld buscará primero en ese directorio. Luego, si el archivo mach-o que llama o el ejecutable principal especifican un **`LC_RPATH`**, entonces dyld buscará en esos directorios. Luego, si el proceso es **sin restricciones**, dyld buscará en el **directorio de trabajo actual**. Por último, para binarios antiguos, dyld intentará algunos fallbacks. Si **`$DYLD_FALLBACK_LIBRARY_PATH`** estaba configurado al inicio, dyld buscará en **esos directorios**, de lo contrario, dyld buscará en **`/usr/local/lib/`** (si el proceso es sin restricciones), y luego en **`/usr/lib/`** (esta información se tomó de **`man dlopen`**).
1. `$DYLD_LIBRARY_PATH`
2. `LC_RPATH`
3. `CWD`(si no tiene restricciones)
4. `$DYLD_FALLBACK_LIBRARY_PATH`
5. `/usr/local/lib/` (si no tiene restricciones)
6. `/usr/lib/`

{% hint style="danger" %}
Si no hay barras inclinadas en el nombre, habría 2 formas de hacer un secuestro:

* Si algún **`LC_RPATH`** es **escribible** (pero la firma se verifica, por lo que también necesitas que el binario no tenga restricciones)
* Si el binario es **sin restricciones** y luego es posible cargar algo desde el CWD (o abusando de una de las variables de entorno mencionadas)
{% endhint %}

* Cuando la ruta **parece una ruta de framework** (por ejemplo, `/stuff/foo.framework/foo`), si **`$DYLD_FRAMEWORK_PATH`** estaba configurado al inicio, dyld buscará primero en ese directorio para la **ruta parcial del framework** (por ejemplo, `foo.framework/foo`). Luego, dyld intentará la **ruta suministrada tal cual** (usando el directorio de trabajo actual para rutas relativas). Por último, para binarios antiguos, dyld intentará algunos fallbacks. Si **`$DYLD_FALLBACK_FRAMEWORK_PATH`** estaba configurado al inicio, dyld buscará en esos directorios. De lo contrario, buscará en **`/Library/Frameworks`** (en macOS si el proceso es sin restricciones), luego en **`/System/Library/Frameworks`**.
1. `$DYLD_FRAMEWORK_PATH`
2. ruta suministrada (usando el directorio de trabajo actual para rutas relativas si no tiene restricciones)
3. `$DYLD_FALLBACK_FRAMEWORK_PATH`
4. `/Library/Frameworks` (si no tiene restricciones)
5. `/System/Library/Frameworks`

{% hint style="danger" %}
Si es una ruta de framework, la forma de secuestrarla sería:

* Si el proceso es **sin restricciones**, abusando de la **ruta relativa desde CWD** de las variables de entorno mencionadas (aunque no se menciona en la documentación si el proceso está restringido, las variables de entorno DYLD\* se eliminan)
{% endhint %}

* Cuando la ruta **contiene una barra inclinada pero no es una ruta de framework** (es decir, una ruta completa o una ruta parcial a una dylib), dlopen() primero buscará (si está configurado) en **`$DYLD_LIBRARY_PATH`** (con la parte de hoja de la ruta). Luego, dyld **probará la ruta suministrada** (usando el directorio de trabajo actual para rutas relativas (pero solo para procesos sin restricciones)). Por último, para binarios antiguos, dyld intentará fallbacks. Si **`$DYLD_FALLBACK_LIBRARY_PATH`** estaba configurado al inicio, dyld buscará en esos directorios, de lo contrario, dyld buscará en **`/usr/local/lib/`** (si el proceso es sin restricciones), y luego en **`/usr/lib/`**.
1. `$DYLD_LIBRARY_PATH`
2. ruta suministrada (usando el directorio de trabajo actual para rutas relativas si no tiene restricciones)
3. `$DYLD_FALLBACK_LIBRARY_PATH`
4. `/usr/local/lib/` (si no tiene restricciones)
5. `/usr/lib/`

{% hint style="danger" %}
Si hay barras inclinadas en el nombre y no es un framework, la forma de secuestrarlo sería:

* Si el binario es **sin restricciones** y luego es posible cargar algo desde el CWD o `/usr/local/lib` (o abusando de una de las variables de entorno mencionadas)
{% endhint %}

{% hint style="info" %}
Nota: No hay **archivos de configuración** para **controlar la búsqueda de dlopen**.

Nota: Si el ejecutable principal es un binario **set\[ug]id o firmado con entitlements**, entonces **se ignoran todas las variables de entorno
```c
// gcc dlopentest.c -o dlopentest -Wl,-rpath,/tmp/test
#include <dlfcn.h>
#include <stdio.h>

int main(void)
{
void* handle;

fprintf("--- No slash ---\n");
handle = dlopen("just_name_dlopentest.dylib",1);
if (!handle) {
fprintf(stderr, "Error loading: %s\n\n\n", dlerror());
}

fprintf("--- Relative framework ---\n");
handle = dlopen("a/framework/rel_framework_dlopentest.dylib",1);
if (!handle) {
fprintf(stderr, "Error loading: %s\n\n\n", dlerror());
}

fprintf("--- Abs framework ---\n");
handle = dlopen("/a/abs/framework/abs_framework_dlopentest.dylib",1);
if (!handle) {
fprintf(stderr, "Error loading: %s\n\n\n", dlerror());
}

fprintf("--- Relative Path ---\n");
handle = dlopen("a/folder/rel_folder_dlopentest.dylib",1);
if (!handle) {
fprintf(stderr, "Error loading: %s\n\n\n", dlerror());
}

fprintf("--- Abs Path ---\n");
handle = dlopen("/a/abs/folder/abs_folder_dlopentest.dylib",1);
if (!handle) {
fprintf(stderr, "Error loading: %s\n\n\n", dlerror());
}

return 0;
}

Si lo compilas y lo ejecutas, puedes ver dónde se buscó sin éxito cada biblioteca. Además, podrías filtrar los registros del sistema de archivos:

sudo fs_usage | grep "dlopentest"

Secuestro de Ruta Relativa

Si un binario/aplicación privilegiado (como un SUID o algún binario con permisos poderosos) está cargando una biblioteca de ruta relativa (por ejemplo, usando @executable_path o @loader_path) y tiene la Validación de Biblioteca deshabilitada, podría ser posible mover el binario a una ubicación donde el atacante pudiera modificar la biblioteca cargada de ruta relativa, y abusar de ella para inyectar código en el proceso.

Podar variables de entorno DYLD_* y LD_LIBRARY_PATH

En el archivo dyld-dyld-832.7.1/src/dyld2.cpp es posible encontrar la función pruneEnvironmentVariables, que eliminará cualquier variable de entorno que empiece con DYLD_ y LD_LIBRARY_PATH=.

También establecerá específicamente las variables de entorno DYLD_FALLBACK_FRAMEWORK_PATH y DYLD_FALLBACK_LIBRARY_PATH en nulo para binarios suid y sgid.

Esta función es llamada desde la función _main del mismo archivo si se apunta a OSX de la siguiente manera:

#if TARGET_OS_OSX
if ( !gLinkContext.allowEnvVarsPrint && !gLinkContext.allowEnvVarsPath && !gLinkContext.allowEnvVarsSharedCache ) {
pruneEnvironmentVariables(envp, &apple);

y esos indicadores booleanos se establecen en el mismo archivo en el código:

#if TARGET_OS_OSX
// support chrooting from old kernel
bool isRestricted = false;
bool libraryValidation = false;
// any processes with setuid or setgid bit set or with __RESTRICT segment is restricted
if ( issetugid() || hasRestrictedSegment(mainExecutableMH) ) {
isRestricted = true;
}
bool usingSIP = (csr_check(CSR_ALLOW_TASK_FOR_PID) != 0);
uint32_t flags;
if ( csops(0, CS_OPS_STATUS, &flags, sizeof(flags)) != -1 ) {
// On OS X CS_RESTRICT means the program was signed with entitlements
if ( ((flags & CS_RESTRICT) == CS_RESTRICT) && usingSIP ) {
isRestricted = true;
}
// Library Validation loosens searching but requires everything to be code signed
if ( flags & CS_REQUIRE_LV ) {
isRestricted = false;
libraryValidation = true;
}
}
gLinkContext.allowAtPaths                = !isRestricted;
gLinkContext.allowEnvVarsPrint           = !isRestricted;
gLinkContext.allowEnvVarsPath            = !isRestricted;
gLinkContext.allowEnvVarsSharedCache     = !libraryValidation || !usingSIP;
gLinkContext.allowClassicFallbackPaths   = !isRestricted;
gLinkContext.allowInsertFailures         = false;
gLinkContext.allowInterposing         	 = true;

Lo que básicamente significa es que si el binario es suid o sgid, o tiene un segmento RESTRICT en los encabezados o fue firmado con la bandera CS_RESTRICT, entonces !gLinkContext.allowEnvVarsPrint && !gLinkContext.allowEnvVarsPath && !gLinkContext.allowEnvVarsSharedCache es verdadero y las variables de entorno son eliminadas.

Ten en cuenta que si CS_REQUIRE_LV es verdadero, entonces las variables no serán eliminadas, pero la validación de la biblioteca verificará que estén utilizando el mismo certificado que el binario original.

Verificar Restricciones

SUID & SGID

# Make it owned by root and suid
sudo chown root hello
sudo chmod +s hello
# Insert the library
DYLD_INSERT_LIBRARIES=inject.dylib ./hello

# Remove suid
sudo chmod -s hello

Sección __RESTRICT con segmento __restrict

gcc -sectcreate __RESTRICT __restrict /dev/null hello.c -o hello-restrict
DYLD_INSERT_LIBRARIES=inject.dylib ./hello-restrict

Entorno de ejecución reforzado

Cree un nuevo certificado en el Llavero y úselo para firmar el binario:

{% code overflow="wrap" %}

# Apply runtime proetction
codesign -s <cert-name> --option=runtime ./hello
DYLD_INSERT_LIBRARIES=inject.dylib ./hello #Library won't be injected

# Apply library validation
codesign -f -s <cert-name> --option=library ./hello
DYLD_INSERT_LIBRARIES=inject.dylib ./hello-signed #Will throw an error because signature of binary and library aren't signed by same cert (signs must be from a valid Apple-signed developer certificate)

# Sign it
## If the signature is from an unverified developer the injection will still work
## If it's from a verified developer, it won't
codesign -f -s <cert-name> inject.dylib
DYLD_INSERT_LIBRARIES=inject.dylib ./hello-signed

# Apply CS_RESTRICT protection
codesign -f -s <cert-name> --option=restrict hello-signed
DYLD_INSERT_LIBRARIES=inject.dylib ./hello-signed # Won't work

{% endcode %}

{% hint style="danger" %} Ten en cuenta que incluso si hay binarios firmados con banderas 0x0(none), pueden obtener la bandera CS_RESTRICT dinámicamente al ejecutarse y, por lo tanto, esta técnica no funcionará en ellos.

Puedes verificar si un proc tiene esta bandera con (obtén csops aquí): 

csops -status <pid>

Referencias

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