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# Binarios universales de macOS & Formato Mach-O
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<details>
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<summary><strong>Aprende hacking en AWS de cero a héroe con</strong> <a href="https://training.hacktricks.xyz/courses/arte"><strong>htARTE (HackTricks AWS Red Team Expert)</strong></a><strong>!</strong></summary>
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</details>
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## Información Básica
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Los binarios de Mac OS suelen compilarse como **binarios universales**. Un **binario universal** puede **soportar múltiples arquitecturas en el mismo archivo**.
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Estos binarios siguen la **estructura Mach-O**, que básicamente está compuesta por:
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* Encabezado
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* Comandos de Carga
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* Datos
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.png>)
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## Encabezado Fat
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Busca el archivo con: `mdfind fat.h | grep -i mach-o | grep -E "fat.h$"`
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<pre class="language-c"><code class="lang-c"><strong>#define FAT_MAGIC 0xcafebabe
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</strong><strong>#define FAT_CIGAM 0xbebafeca /* NXSwapLong(FAT_MAGIC) */
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</strong>
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struct fat_header {
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<strong> uint32_t magic; /* FAT_MAGIC o FAT_MAGIC_64 */
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</strong><strong> uint32_t nfat_arch; /* número de estructuras que siguen */
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</strong>};
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struct fat_arch {
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cpu_type_t cputype; /* especificador de cpu (int) */
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cpu_subtype_t cpusubtype; /* especificador de máquina (int) */
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uint32_t offset; /* desplazamiento en el archivo a este archivo objeto */
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uint32_t size; /* tamaño de este archivo objeto */
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uint32_t align; /* alineación como potencia de 2 */
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};
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</code></pre>
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El encabezado tiene los bytes **magic** seguidos por el **número** de **archs** que el archivo **contiene** (`nfat_arch`) y cada arch tendrá una estructura `fat_arch`.
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Compruébalo con:
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<pre class="language-shell-session"><code class="lang-shell-session">% file /bin/ls
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/bin/ls: Mach-O universal binary with 2 architectures: [x86_64:Mach-O 64-bit executable x86_64] [arm64e:Mach-O 64-bit executable arm64e]
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/bin/ls (for architecture x86_64): Mach-O 64-bit executable x86_64
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/bin/ls (for architecture arm64e): Mach-O 64-bit executable arm64e
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% otool -f -v /bin/ls
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Fat headers
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fat_magic FAT_MAGIC
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<strong>nfat_arch 2
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</strong><strong>architecture x86_64
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</strong> cputype CPU_TYPE_X86_64
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cpusubtype CPU_SUBTYPE_X86_64_ALL
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capabilities 0x0
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<strong> offset 16384
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</strong><strong> size 72896
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</strong> align 2^14 (16384)
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<strong>architecture arm64e
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</strong> cputype CPU_TYPE_ARM64
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cpusubtype CPU_SUBTYPE_ARM64E
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capabilities PTR_AUTH_VERSION USERSPACE 0
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<strong> offset 98304
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</strong><strong> size 88816
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</strong> align 2^14 (16384)
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</code></pre>
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o utilizando la herramienta [Mach-O View](https://sourceforge.net/projects/machoview/):
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<figure><img src="../../../.gitbook/assets/image (5) (1) (1) (3) (1).png" alt=""><figcaption></figcaption></figure>
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Como podrías estar pensando, usualmente un binario universal compilado para 2 arquitecturas **duplica el tamaño** de uno compilado solo para 1 arquitectura.
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## **Encabezado Mach-O**
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El encabezado contiene información básica sobre el archivo, como los bytes mágicos para identificarlo como un archivo Mach-O e información sobre la arquitectura objetivo. Puedes encontrarlo en: `mdfind loader.h | grep -i mach-o | grep -E "loader.h$"`
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```c
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#define MH_MAGIC 0xfeedface /* the mach magic number */
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#define MH_CIGAM 0xcefaedfe /* NXSwapInt(MH_MAGIC) */
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struct mach_header {
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uint32_t magic; /* mach magic number identifier */
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cpu_type_t cputype; /* cpu specifier (e.g. I386) */
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cpu_subtype_t cpusubtype; /* machine specifier */
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uint32_t filetype; /* type of file (usage and alignment for the file) */
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uint32_t ncmds; /* number of load commands */
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uint32_t sizeofcmds; /* the size of all the load commands */
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uint32_t flags; /* flags */
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};
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#define MH_MAGIC_64 0xfeedfacf /* the 64-bit mach magic number */
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#define MH_CIGAM_64 0xcffaedfe /* NXSwapInt(MH_MAGIC_64) */
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struct mach_header_64 {
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uint32_t magic; /* mach magic number identifier */
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int32_t cputype; /* cpu specifier */
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int32_t cpusubtype; /* machine specifier */
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uint32_t filetype; /* type of file */
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uint32_t ncmds; /* number of load commands */
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uint32_t sizeofcmds; /* the size of all the load commands */
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uint32_t flags; /* flags */
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uint32_t reserved; /* reserved */
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};
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```
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**Tipos de archivos**:
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* MH\_EXECUTE (0x2): Ejecutable Mach-O estándar
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* MH\_DYLIB (0x6): Biblioteca vinculada dinámicamente Mach-O (p. ej. .dylib)
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* MH\_BUNDLE (0x8): Un paquete Mach-O (p. ej. .bundle)
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```bash
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# Checking the mac header of a binary
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otool -arch arm64e -hv /bin/ls
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Mach header
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magic cputype cpusubtype caps filetype ncmds sizeofcmds flags
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MH_MAGIC_64 ARM64 E USR00 EXECUTE 19 1728 NOUNDEFS DYLDLINK TWOLEVEL PIE
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```
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O utilizando [Mach-O View](https://sourceforge.net/projects/machoview/):
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<figure><img src="../../../.gitbook/assets/image (4) (1) (4).png" alt=""><figcaption></figcaption></figure>
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## **Comandos de carga Mach-O**
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Esto especifica el **diseño del archivo en memoria**. Contiene la **ubicación de la tabla de símbolos**, el contexto del hilo principal al inicio de la ejecución y qué **bibliotecas compartidas** se requieren.\
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Los comandos básicamente instruyen al cargador dinámico **(dyld) cómo cargar el binario en memoria.**
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Todos los comandos de carga comienzan con una estructura **load\_command**, definida en el anteriormente mencionado **`loader.h`**:
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```objectivec
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struct load_command {
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uint32_t cmd; /* type of load command */
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uint32_t cmdsize; /* total size of command in bytes */
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};
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```
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Hay alrededor de **50 tipos diferentes de comandos de carga** que el sistema maneja de manera diferente. Los más comunes son: `LC_SEGMENT_64`, `LC_LOAD_DYLINKER`, `LC_MAIN`, `LC_LOAD_DYLIB` y `LC_CODE_SIGNATURE`.
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### **LC\_SEGMENT/LC\_SEGMENT\_64**
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{% hint style="success" %}
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Básicamente, este tipo de Comando de Carga define **cómo cargar los segmentos \_\_TEXT** (código ejecutable) **y \_\_DATA** (datos para el proceso) según los **desplazamientos indicados en la sección de Datos** cuando se ejecuta el binario.
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{% endhint %}
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Estos comandos **definen segmentos** que se **mapean** en el **espacio de memoria virtual** de un proceso cuando se ejecuta.
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Hay **diferentes tipos** de segmentos, como el segmento **\_\_TEXT**, que contiene el código ejecutable de un programa, y el segmento **\_\_DATA**, que contiene datos utilizados por el proceso. Estos **segmentos se encuentran en la sección de datos** del archivo Mach-O.
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**Cada segmento** puede dividirse aún más en múltiples **secciones**. La **estructura del comando de carga** contiene **información** sobre **estas secciones** dentro del segmento respectivo.
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En el encabezado primero encuentras el **encabezado del segmento**:
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<pre class="language-c"><code class="lang-c">struct segment_command_64 { /* para arquitecturas de 64 bits */
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uint32_t cmd; /* LC_SEGMENT_64 */
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uint32_t cmdsize; /* incluye sizeof section_64 structs */
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char segname[16]; /* nombre del segmento */
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uint64_t vmaddr; /* dirección de memoria de este segmento */
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uint64_t vmsize; /* tamaño de memoria de este segmento */
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uint64_t fileoff; /* desplazamiento del archivo de este segmento */
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uint64_t filesize; /* cantidad a mapear desde el archivo */
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int32_t maxprot; /* máxima protección de VM */
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int32_t initprot; /* protección inicial de VM */
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<strong> uint32_t nsects; /* número de secciones en el segmento */
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</strong> uint32_t flags; /* banderas */
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};
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</code></pre>
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Ejemplo de encabezado de segmento:
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<figure><img src="../../../.gitbook/assets/image (2) (2) (1) (1).png" alt=""><figcaption></figcaption></figure>
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Este encabezado define el **número de secciones cuyos encabezados aparecen después** de él:
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```c
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struct section_64 { /* for 64-bit architectures */
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char sectname[16]; /* name of this section */
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char segname[16]; /* segment this section goes in */
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uint64_t addr; /* memory address of this section */
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uint64_t size; /* size in bytes of this section */
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uint32_t offset; /* file offset of this section */
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uint32_t align; /* section alignment (power of 2) */
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uint32_t reloff; /* file offset of relocation entries */
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uint32_t nreloc; /* number of relocation entries */
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uint32_t flags; /* flags (section type and attributes)*/
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uint32_t reserved1; /* reserved (for offset or index) */
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uint32_t reserved2; /* reserved (for count or sizeof) */
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uint32_t reserved3; /* reserved */
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};
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```
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Ejemplo de **encabezado de sección**:
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<figure><img src="../../../.gitbook/assets/image (6) (2).png" alt=""><figcaption></figcaption></figure>
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Si **añades** el **desplazamiento de la sección** (0x37DC) + el **desplazamiento** donde **comienza la arquitectura**, en este caso `0x18000` --> `0x37DC + 0x18000 = 0x1B7DC`
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<figure><img src="../../../.gitbook/assets/image (3) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1).png" alt=""><figcaption></figcaption></figure>
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También es posible obtener **información de los encabezados** desde la **línea de comandos** con:
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```bash
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otool -lv /bin/ls
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```
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Segmentos comunes cargados por este cmd:
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* **`__PAGEZERO`:** Instruye al kernel para **mapear** la **dirección cero** de modo que **no se pueda leer, escribir o ejecutar**. Las variables maxprot y minprot en la estructura se establecen en cero para indicar que **no hay derechos de lectura-escritura-ejecución en esta página**.
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* Esta asignación es importante para **mitigar vulnerabilidades de desreferenciación de punteros NULL**.
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* **`__TEXT`**: Contiene **código ejecutable** con permisos de **lectura** y **ejecución** (no escribible). Secciones comunes de este segmento:
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* `__text`: Código binario compilado
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* `__const`: Datos constantes
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* `__cstring`: Constantes de cadena
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* `__stubs` y `__stubs_helper`: Involucrados durante el proceso de carga de bibliotecas dinámicas
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* **`__DATA`**: Contiene datos que son **legibles** y **escribibles** (no ejecutables).
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* `__data`: Variables globales (que han sido inicializadas)
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* `__bss`: Variables estáticas (que no han sido inicializadas)
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* `__objc_*` (\_\_objc\_classlist, \_\_objc\_protolist, etc): Información utilizada por el tiempo de ejecución de Objective-C
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* **`__LINKEDIT`**: Contiene información para el enlazador (dyld) como, "entradas de tabla de símbolos, cadenas y reubicación."
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* **`__OBJC`**: Contiene información utilizada por el tiempo de ejecución de Objective-C. Aunque esta información también puede encontrarse en el segmento \_\_DATA, dentro de varias secciones en \_\_objc\_\*.
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### **`LC_MAIN`**
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Contiene el punto de entrada en el **atributo entryoff.** En el momento de la carga, **dyld** simplemente **suma** este valor a la **base (en memoria) del binario**, y luego **salta** a esta instrucción para comenzar la ejecución del código del binario.
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### **LC\_CODE\_SIGNATURE**
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Contiene información sobre la **firma de código del archivo Mach-O**. Solo contiene un **desplazamiento** que **apunta** al **blob de firma**. Esto está típicamente al final del archivo.\
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Sin embargo, puedes encontrar información sobre esta sección en [**este post del blog**](https://davedelong.com/blog/2018/01/10/reading-your-own-entitlements/) y en estos [**gists**](https://gist.github.com/carlospolop/ef26f8eb9fafd4bc22e69e1a32b81da4).
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### **LC\_LOAD\_DYLINKER**
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Contiene la **ruta al ejecutable del enlazador dinámico** que mapea las bibliotecas compartidas en el espacio de direcciones del proceso. El **valor siempre se establece en `/usr/lib/dyld`**. Es importante notar que en macOS, el mapeo de dylib ocurre en **modo usuario**, no en modo kernel.
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### **`LC_LOAD_DYLIB`**
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Este comando de carga describe una dependencia de **biblioteca dinámica** que **instruye** al **cargador** (dyld) para **cargar y enlazar dicha biblioteca**. Hay un comando de carga LC\_LOAD\_DYLIB **para cada biblioteca** que el binario Mach-O requiere.
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* Este comando de carga es una estructura de tipo **`dylib_command`** (que contiene una struct dylib, describiendo la biblioteca dinámica dependiente real):
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```objectivec
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struct dylib_command {
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uint32_t cmd; /* LC_LOAD_{,WEAK_}DYLIB */
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uint32_t cmdsize; /* includes pathname string */
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struct dylib dylib; /* the library identification */
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};
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struct dylib {
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union lc_str name; /* library's path name */
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uint32_t timestamp; /* library's build time stamp */
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uint32_t current_version; /* library's current version number */
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uint32_t compatibility_version; /* library's compatibility vers number*/
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};
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```
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También puedes obtener esta información desde la CLI con:
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```bash
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otool -L /bin/ls
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/bin/ls:
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/usr/lib/libutil.dylib (compatibility version 1.0.0, current version 1.0.0)
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/usr/lib/libncurses.5.4.dylib (compatibility version 5.4.0, current version 5.4.0)
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|
/usr/lib/libSystem.B.dylib (compatibility version 1.0.0, current version 1319.0.0)
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```
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Algunas bibliotecas potencialmente relacionadas con malware son:
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* **DiskArbitration**: Monitoreo de unidades USB
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* **AVFoundation:** Captura de audio y video
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* **CoreWLAN**: Escaneos de Wifi.
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{% hint style="info" %}
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|
Un binario Mach-O puede contener uno o **más** **constructores**, que se **ejecutarán** **antes** de la dirección especificada en **LC\_MAIN**.\
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|
Los desplazamientos de cualquier constructor se encuentran en la sección **\_\_mod\_init\_func** del segmento **\_\_DATA\_CONST**.
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{% endhint %}
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## **Datos de Mach-O**
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El corazón del archivo es la región final, los datos, que consiste en una serie de segmentos dispuestos en la región de comandos de carga. **Cada segmento puede contener varias secciones de datos**. Cada una de estas secciones **contiene código o datos** de un tipo particular.
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{% hint style="success" %}
|
|
Los datos son básicamente la parte que contiene toda la **información** que es cargada por los comandos de carga **LC\_SEGMENTS\_64**
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{% endhint %}
|
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 (3).png>)
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Esto incluye: 
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* **Tabla de funciones:** Que contiene información sobre las funciones del programa.
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* **Tabla de símbolos**: Que contiene información sobre la función externa utilizada por el binario
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* También podría contener nombres de funciones internas, variables y más.
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Para verificarlo, podrías usar la herramienta [**Mach-O View**](https://sourceforge.net/projects/machoview/):
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<figure><img src="../../../.gitbook/assets/image (2) (1) (4).png" alt=""><figcaption></figcaption></figure>
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O desde la cli:
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|
```bash
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|
size -m /bin/ls
|
|
```
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<details>
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<summary><strong>Aprende hacking en AWS de cero a héroe con</strong> <a href="https://training.hacktricks.xyz/courses/arte"><strong>htARTE (HackTricks AWS Red Team Expert)</strong></a><strong>!</strong></summary>
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Otras formas de apoyar a HackTricks:
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* Consigue el [**merchandising oficial de PEASS & HackTricks**](https://peass.creator-spring.com)
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* Descubre [**La Familia PEASS**](https://opensea.io/collection/the-peass-family), nuestra colección de [**NFTs**](https://opensea.io/collection/the-peass-family) exclusivos
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* **Únete al** 💬 [**grupo de Discord**](https://discord.gg/hRep4RUj7f) o al [**grupo de telegram**](https://t.me/peass) o **sigue** a **Twitter** 🐦 [**@carlospolopm**](https://twitter.com/carlospolopm)**.**
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