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macOS SIP

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Información Básica

Protección de la Integridad del Sistema (SIP) en macOS es un mecanismo diseñado para evitar que incluso los usuarios más privilegiados realicen cambios no autorizados en carpetas clave del sistema. Esta característica desempeña un papel crucial en mantener la integridad del sistema al restringir acciones como agregar, modificar o eliminar archivos en áreas protegidas. Las carpetas principales protegidas por SIP incluyen:

  • /System
  • /bin
  • /sbin
  • /usr

Las reglas que rigen el comportamiento de SIP están definidas en el archivo de configuración ubicado en /System/Library/Sandbox/rootless.conf. Dentro de este archivo, las rutas que tienen un asterisco (*) como prefijo se consideran excepciones a las restricciones estrictas de SIP.

Considera el siguiente ejemplo:

/usr
* /usr/libexec/cups
* /usr/local
* /usr/share/man

Este fragmento implica que aunque SIP generalmente asegura el directorio /usr, hay subdirectorios específicos (/usr/libexec/cups, /usr/local y /usr/share/man) donde las modificaciones son permitidas, como se indica por el asterisco (*) que precede a sus rutas.

Para verificar si un directorio o archivo está protegido por SIP, puedes usar el comando ls -lOd para verificar la presencia de la bandera restricted o sunlnk. Por ejemplo:

ls -lOd /usr/libexec/cups
drwxr-xr-x  11 root  wheel  sunlnk 352 May 13 00:29 /usr/libexec/cups

En este caso, la bandera sunlnk significa que el directorio /usr/libexec/cups en sí no se puede eliminar, aunque se pueden crear, modificar o eliminar archivos dentro de él.

Por otro lado:

ls -lOd /usr/libexec
drwxr-xr-x  338 root  wheel  restricted 10816 May 13 00:29 /usr/libexec

Aquí, la bandera restricted indica que el directorio /usr/libexec está protegido por SIP. En un directorio protegido por SIP, no se pueden crear, modificar o eliminar archivos.

Además, si un archivo contiene el atributo extendido com.apple.rootless, ese archivo también estará protegido por SIP.

SIP también limita otras acciones de root como:

  • Cargar extensiones de kernel no confiables
  • Obtener puertos de tarea para procesos firmados por Apple
  • Modificar variables NVRAM
  • Permitir la depuración del kernel

Las opciones se mantienen en la variable nvram como un bitflag (csr-active-config en Intel y lp-sip0 se lee del Device Tree arrancado para ARM). Puedes encontrar las banderas en el código fuente de XNU en csr.sh:

Estado de SIP

Puedes verificar si SIP está habilitado en tu sistema con el siguiente comando:

csrutil status

Si necesitas deshabilitar SIP, debes reiniciar tu computadora en modo de recuperación (presionando Command+R durante el arranque), luego ejecuta el siguiente comando:

csrutil disable

Si deseas mantener SIP habilitado pero eliminar las protecciones de depuración, puedes hacerlo con:

csrutil enable --without debug

Otras Restricciones

  • Prohíbe la carga de extensiones de kernel no firmadas (kexts), asegurando que solo las extensiones verificadas interactúen con el kernel del sistema.
  • Evita la depuración de los procesos del sistema macOS, protegiendo los componentes principales del sistema contra accesos y modificaciones no autorizados.
  • Inhibe herramientas como dtrace de inspeccionar los procesos del sistema, protegiendo aún más la integridad de la operación del sistema.

Obtén más información sobre la información de SIP en esta charla.

Saltos de SIP

Saltarse SIP permite a un atacante:

  • Acceder a Datos de Usuario: Leer datos sensibles de usuario como correos, mensajes e historial de Safari de todas las cuentas de usuario.
  • Salto de TCC: Manipular directamente la base de datos de TCC (Transparencia, Consentimiento y Control) para otorgar acceso no autorizado a la cámara web, el micrófono y otros recursos.
  • Establecer Persistencia: Colocar malware en ubicaciones protegidas por SIP, haciéndolo resistente a la eliminación, incluso con privilegios de root. Esto también incluye la posibilidad de manipular la Herramienta de Eliminación de Malware (MRT).
  • Cargar Extensiones de Kernel: Aunque existen salvaguardas adicionales, saltarse SIP simplifica el proceso de carga de extensiones de kernel no firmadas.

Paquetes de Instalador

Los paquetes de instalador firmados con el certificado de Apple pueden saltarse sus protecciones. Esto significa que incluso los paquetes firmados por desarrolladores estándar serán bloqueados si intentan modificar directorios protegidos por SIP.

Archivo SIP inexistente

Una posible laguna es que si un archivo está especificado en rootless.conf pero actualmente no existe, puede ser creado. El malware podría explotar esto para establecer persistencia en el sistema. Por ejemplo, un programa malicioso podría crear un archivo .plist en /System/Library/LaunchDaemons si está listado en rootless.conf pero no está presente.

com.apple.rootless.install.heritable

{% hint style="danger" %} El permiso com.apple.rootless.install.heritable permite saltarse SIP {% endhint %}

Shrootless

Investigadores de esta publicación de blog descubrieron una vulnerabilidad en el mecanismo de Protección de Integridad del Sistema (SIP) de macOS, denominada vulnerabilidad 'Shrootless'. Esta vulnerabilidad se centra en el demonio system_installd, que tiene un permiso, com.apple.rootless.install.heritable, que permite que cualquiera de sus procesos secundarios evite las restricciones del sistema de archivos de SIP.

El demonio system_installd instalará paquetes que hayan sido firmados por Apple.

Los investigadores descubrieron que durante la instalación de un paquete firmado por Apple (.pkg), system_installd ejecuta cualquier script post-instalación incluido en el paquete. Estos scripts son ejecutados por la shell predeterminada, zsh, que automáticamente ejecuta comandos del archivo /etc/zshenv, si existe, incluso en modo no interactivo. Este comportamiento podría ser explotado por atacantes: al crear un archivo malicioso /etc/zshenv y esperar a que system_installd invoque zsh, podrían realizar operaciones arbitrarias en el dispositivo.

Además, se descubrió que /etc/zshenv podría ser utilizado como técnica de ataque general, no solo para un bypass de SIP. Cada perfil de usuario tiene un archivo ~/.zshenv, que se comporta de la misma manera que /etc/zshenv pero no requiere permisos de root. Este archivo podría ser utilizado como mecanismo de persistencia, activándose cada vez que se inicia zsh, o como un mecanismo de elevación de privilegios. Si un usuario administrador se eleva a root usando sudo -s o sudo <comando>, el archivo ~/.zshenv se activaría, elevándose efectivamente a root.

CVE-2022-22583

En CVE-2022-22583 se descubrió que el mismo proceso system_installd aún podía ser abusado porque colocaba el script post-instalación dentro de una carpeta con nombre aleatorio protegida por SIP dentro de /tmp. La cuestión es que /tmp en sí no está protegido por SIP, por lo que era posible montar una imagen virtual en él, luego el instalador colocaría allí el script post-instalación, desmontaría la imagen virtual, recrearía todas las carpetas y añadiría el script de post instalación con el carga útil a ejecutar.

Utilidad fsck_cs

Se identificó una vulnerabilidad donde fsck_cs fue engañado para corromper un archivo crucial, debido a su capacidad para seguir enlaces simbólicos. Específicamente, los atacantes crearon un enlace desde /dev/diskX al archivo /System/Library/Extensions/AppleKextExcludeList.kext/Contents/Info.plist. Ejecutar fsck_cs en /dev/diskX llevó a la corrupción de Info.plist. La integridad de este archivo es vital para la Protección de Integridad del Sistema (SIP) del sistema operativo, que controla la carga de extensiones de kernel. Una vez corrompido, la capacidad de SIP para gestionar exclusiones de kernel se ve comprometida.

Los comandos para explotar esta vulnerabilidad son:

ln -s /System/Library/Extensions/AppleKextExcludeList.kext/Contents/Info.plist /dev/diskX
fsck_cs /dev/diskX 1>&-
touch /Library/Extensions/
reboot

La explotación de esta vulnerabilidad tiene graves implicaciones. El archivo Info.plist, normalmente responsable de gestionar los permisos para las extensiones del kernel, se vuelve ineficaz. Esto incluye la imposibilidad de poner en lista negra ciertas extensiones, como AppleHWAccess.kext. En consecuencia, con el mecanismo de control de SIP desactivado, esta extensión puede cargarse, otorgando acceso no autorizado de lectura y escritura a la RAM del sistema.

Montar sobre carpetas protegidas por SIP

Era posible montar un nuevo sistema de archivos sobre carpetas protegidas por SIP para evadir la protección.

mkdir evil
# Add contento to the folder
hdiutil create -srcfolder evil evil.dmg
hdiutil attach -mountpoint /System/Library/Snadbox/ evil.dmg

Bypass de actualización (2016)

El sistema está configurado para arrancar desde una imagen de disco del instalador incrustada dentro de Install macOS Sierra.app para actualizar el sistema operativo, utilizando la utilidad bless. El comando utilizado es el siguiente:

/usr/sbin/bless -setBoot -folder /Volumes/Macintosh HD/macOS Install Data -bootefi /Volumes/Macintosh HD/macOS Install Data/boot.efi -options config="\macOS Install Data\com.apple.Boot" -label macOS Installer

La seguridad de este proceso puede ser comprometida si un atacante altera la imagen de actualización (InstallESD.dmg) antes de arrancar. La estrategia implica sustituir un cargador dinámico (dyld) con una versión maliciosa (libBaseIA.dylib). Esta sustitución resulta en la ejecución del código del atacante cuando se inicia el instalador.

El código del atacante obtiene control durante el proceso de actualización, explotando la confianza del sistema en el instalador. El ataque continúa alterando la imagen InstallESD.dmg a través de method swizzling, apuntando particularmente al método extractBootBits. Esto permite la inyección de código malicioso antes de que la imagen de disco sea utilizada.

Además, dentro de InstallESD.dmg, hay un BaseSystem.dmg, que sirve como sistema de archivos raíz del código de actualización. Inyectar una biblioteca dinámica en esto permite que el código malicioso opere dentro de un proceso capaz de alterar archivos a nivel de sistema, aumentando significativamente el potencial de compromiso del sistema.

systemmigrationd (2023)

En esta charla de DEF CON 31, se muestra cómo systemmigrationd (que puede evadir SIP) ejecuta un script de bash y un script de perl, que pueden ser abusados a través de las variables de entorno BASH_ENV y PERL5OPT.

com.apple.rootless.install

{% hint style="danger" %} La concesión com.apple.rootless.install permite evadir SIP {% endhint %}

La concesión com.apple.rootless.install es conocida por evadir la Protección de Integridad del Sistema (SIP) en macOS. Esto fue mencionado notablemente en relación con CVE-2022-26712.

En este caso específico, el servicio XPC del sistema ubicado en /System/Library/PrivateFrameworks/ShoveService.framework/Versions/A/XPCServices/SystemShoveService.xpc posee esta concesión. Esto permite que el proceso relacionado evite las restricciones de SIP. Además, este servicio presenta notablemente un método que permite el movimiento de archivos sin aplicar medidas de seguridad.

Instantáneas de Sistema Selladas

Las Instantáneas de Sistema Selladas son una característica introducida por Apple en macOS Big Sur (macOS 11) como parte de su mecanismo de Protección de Integridad del Sistema (SIP) para proporcionar una capa adicional de seguridad y estabilidad del sistema. Son versiones de solo lectura del volumen del sistema.

Aquí tienes un vistazo más detallado:

  1. Sistema Inmutable: Las Instantáneas de Sistema Selladas hacen que el volumen del sistema macOS sea "inmutable", lo que significa que no se puede modificar. Esto evita cambios no autorizados o accidentales en el sistema que podrían comprometer la seguridad o la estabilidad del sistema.
  2. Actualizaciones de Software del Sistema: Cuando instalas actualizaciones o mejoras de macOS, macOS crea una nueva instantánea del sistema. El volumen de arranque de macOS luego utiliza APFS (Sistema de Archivos Apple) para cambiar a esta nueva instantánea. Todo el proceso de aplicar actualizaciones se vuelve más seguro y confiable, ya que el sistema siempre puede revertir a la instantánea anterior si algo sale mal durante la actualización.
  3. Separación de Datos: En conjunto con el concepto de separación de volúmenes de Datos y Sistema introducido en macOS Catalina, la función de Instantáneas de Sistema Selladas se asegura de que todos tus datos y configuraciones se almacenen en un volumen "Datos" separado. Esta separación hace que tus datos sean independientes del sistema, lo que simplifica el proceso de actualizaciones del sistema y mejora la seguridad del sistema.

Recuerda que estas instantáneas son gestionadas automáticamente por macOS y no ocupan espacio adicional en tu disco, gracias a las capacidades de uso compartido de espacio de APFS. También es importante tener en cuenta que estas instantáneas son diferentes de las instantáneas de Time Machine, que son copias de seguridad accesibles por el usuario de todo el sistema.

Verificar Instantáneas

El comando diskutil apfs list lista los detalles de los volúmenes APFS y su distribución:

+-- Contenedor disco3 966B902E-EDBA-4775-B743-CF97A0556A13
|   ====================================================
|   Referencia de Contenedor APFS:     disco3
|   Tamaño (Capacidad Máxima):         494384795648 B (494.4 GB)
|   Capacidad Utilizada por Volúmenes: 219214536704 B (219.2 GB) (44.3% usado)
|   Capacidad No Asignada:             275170258944 B (275.2 GB) (55.7% libre)
|   |
|   +-< Almacenamiento Físico disco0s2 86D4B7EC-6FA5-4042-93A7-D3766A222EBE
|   |   -----------------------------------------------------------
|   |   Disco de Almacenamiento Físico APFS:   disco0s2
|   |   Tamaño:                               494384795648 B (494.4 GB)
|   |
|   +-> Volumen disco3s1 7A27E734-880F-4D91-A703-FB55861D49B7
|   |   ---------------------------------------------------
|   |   Disco de Volumen APFS (Rol):   disco3s1 (Sistema)
|   |   Nombre:                          Macintosh HD (No sensible a mayúsculas)
|   |   Punto de Montaje:               /System/Volumes/Update/mnt1
|   |   Capacidad Consumida:            12819210240 B (12.8 GB)
|   |   Sellado:                         Roto
|   |   FileVault:                      Sí (Desbloqueado)
|   |   Encriptado:                     No
|   |   |
|   |   Instantánea:                    FAA23E0C-791C-43FF-B0E7-0E1C0810AC61
|   |   Disco de Instantánea:           disco3s1s1
|   |   Punto de Montaje de Instantánea: /
|   |   Instantánea Sellada:            Sí
[...]
+-> Volumen disco3s5 281959B7-07A1-4940-BDDF-6419360F3327
|   ---------------------------------------------------
|   Disco de Volumen APFS (Rol):   disco3s5 (Datos)
|   Nombre:                        Macintosh HD - Datos (No sensible a mayúsculas)
    |   Punto de Montaje:               /System/Volumes/Data
    |   Capacidad Consumida:         412071784448 B (412.1 GB)
    |   Sellado:                      No
|   FileVault:                     Sí (Desbloqueado)

En la salida anterior es posible ver que las ubicaciones accesibles por el usuario están montadas bajo /System/Volumes/Data.

Además, la instantánea del volumen del sistema macOS está montada en / y está sellada (firmada criptográficamente por el sistema operativo). Por lo tanto, si se evade SIP y se modifica, el sistema no arrancará más.

También es posible verificar que el sellado está habilitado ejecutando:

csrutil authenticated-root status
Authenticated Root status: enabled

Además, el disco de instantáneas también se monta como solo lectura:

mount
/dev/disk3s1s1 on / (apfs, sealed, local, read-only, journaled)
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