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macOS SIP

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Información Básica

System Integrity Protection (SIP) es una tecnología de seguridad en macOS que protege ciertos directorios del sistema contra accesos no autorizados, incluso para el usuario root. Impide modificaciones en estos directorios, incluyendo la creación, alteración o eliminación de archivos. Los principales directorios que SIP protege son:

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

Las reglas de protección para estos directorios y sus subdirectorios se especifican en el archivo /System/Library/Sandbox/rootless.conf. En este archivo, las rutas que comienzan con un asterisco (*) representan excepciones a las restricciones de SIP.

Por ejemplo, la siguiente configuración:

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

indica que el directorio /usr generalmente está protegido por SIP. Sin embargo, se permiten modificaciones en los tres subdirectorios especificados (/usr/libexec/cups, /usr/local y /usr/share/man), ya que están listados con un asterisco inicial (*).

Para verificar si un directorio o archivo está protegido por SIP, puedes usar el comando ls -lOd para comprobar 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 indica que el directorio /usr/libexec/cups no puede ser eliminado, aunque los archivos dentro de él pueden ser creados, modificados o eliminados.

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 del root como:

  • Cargar extensiones de kernel no confiables
  • Obtener task-ports para procesos firmados por Apple
  • Modificar variables NVRAM
  • Permitir 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 Árbol de Dispositivos 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 necesita desactivar SIP, debe reiniciar su computadora en modo de recuperación (presionando Command+R durante el inicio), luego ejecute el siguiente comando:

csrutil disable

Si desea mantener SIP habilitado pero eliminar las protecciones de depuración, puede hacerlo con:

csrutil enable --without debug

Otras Restricciones

SIP también impone varias otras restricciones. Por ejemplo, prohíbe la carga de extensiones de kernel no firmadas (kexts) y previene el depurado de procesos del sistema macOS. También inhibe herramientas como dtrace de inspeccionar procesos del sistema.

Más información sobre SIP en esta charla.

Bypasses de SIP

Si un atacante logra eludir SIP, esto es lo que podrá hacer:

  • Leer correos, mensajes, historial de Safari... de todos los usuarios
  • Otorgar permisos para webcam, micrófono o cualquier cosa (escribiendo directamente sobre la base de datos TCC protegida por SIP) - Bypass de TCC
  • Persistencia: Podría guardar un malware en una ubicación protegida por SIP y ni siquiera root podrá eliminarlo. También podría manipular MRT.
  • Facilidad para cargar extensiones de kernel (aunque aún hay otras protecciones avanzadas en su lugar).

Paquetes Instaladores

Los paquetes instaladores firmados con el certificado de Apple pueden eludir 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, se puede crear. 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 presente.

com.apple.rootless.install.heritable

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

Shrootless

Investigadores de esta entrada de blog descubrieron una vulnerabilidad en el mecanismo de Protección de Integridad del Sistema (SIP) de macOS, apodada la vulnerabilidad 'Shrootless'. Esta vulnerabilidad se centra en el daemon system_installd, que tiene un derecho, com.apple.rootless.install.heritable, que permite que cualquiera de sus procesos hijos eluda las restricciones del sistema de archivos de SIP.

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

Los investigadores encontraron 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: creando un archivo /etc/zshenv malicioso y esperando a que system_installd invoque zsh, podrían realizar operaciones arbitrarias en el dispositivo.

Además, se descubrió que /etc/zshenv podría usarse como una 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 usarse como un mecanismo de persistencia, activándose cada vez que zsh se inicia, o como un mecanismo de elevación de privilegios. Si un usuario administrador se eleva a root usando sudo -s o sudo <comando>, se activaría el archivo ~/.zshenv, efectivamente elevando 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. El asunto es que /tmp en sí no está protegido por SIP, por lo que era posible montar una imagen virtual sobre él, luego el instalador pondría allí el script post-instalación, desmontaría la imagen virtual, recrearía todas las carpetas y añadiría el script de post instalación con el payload para ejecutar.

utilidad fsck_cs

El bypass explotaba el hecho de que fsck_cs seguiría enlaces simbólicos e intentaría reparar el sistema de archivos presentado ante él.

Por lo tanto, un atacante podría crear un enlace simbólico que apunte de /dev/diskX a /System/Library/Extensions/AppleKextExcludeList.kext/Contents/Info.plist e invocar fsck_cs en el primero. Como el archivo Info.plist se corrompe, el sistema operativo ya no podría controlar las exclusiones de extensiones de kernel, eludiendo así SIP.

{% code overflow="wrap" %}

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

{% endcode %}

El archivo Info.plist mencionado anteriormente, ahora destruido, es utilizado por SIP para incluir en la lista blanca algunas extensiones de kernel y específicamente bloquear otras para que no se carguen. Normalmente, pone en la lista negra la extensión de kernel propia de Apple AppleHWAccess.kext, pero con el archivo de configuración destruido, ahora podemos cargarlo y usarlo para leer y escribir como queramos desde y hacia la RAM del sistema.

Montar sobre carpetas protegidas por SIP

Era posible montar un nuevo sistema de archivos sobre carpetas protegidas por SIP para eludir 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)

Cuando se ejecuta, la aplicación de actualización/instalación (es decir, Install macOS Sierra.app) prepara el sistema para arrancar desde una imagen de disco de instalación (que está incrustada dentro de la aplicación descargada). Esta imagen de disco de instalación contiene la lógica para actualizar el sistema operativo, por ejemplo de OS X El Capitan a macOS Sierra.

Para arrancar el sistema desde la imagen de actualización/instalación (InstallESD.dmg), la aplicación Install macOS Sierra.app utiliza la utilidad bless (que hereda el derecho com.apple.rootless.install.heritable):

{% code overflow="wrap" %}

/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

{% endcode %}

Por lo tanto, si un atacante puede modificar la imagen de actualización (InstallESD.dmg) antes de que el sistema arranque desde ella, puede eludir SIP.

La forma de modificar la imagen para infectarla era reemplazar un cargador dinámico (dyld) que cargaría y ejecutaría ingenuamente la librería dinámica maliciosa en el contexto de la aplicación. Como la librería dinámica libBaseIA. Por lo tanto, cada vez que la aplicación instaladora es iniciada por el usuario (es decir, para actualizar el sistema), nuestra librería dinámica maliciosa (llamada libBaseIA.dylib) también se cargará y ejecutará en el instalador.

Ahora 'dentro' de la aplicación instaladora, podemos controlar esta fase del proceso de actualización. Dado que el instalador 'bendecirá' la imagen, todo lo que tenemos que hacer es subvertir la imagen, InstallESD.dmg, antes de que se utilice. Fue posible hacer esto enganchando el método extractBootBits con un intercambio de métodos.
Con el código malicioso ejecutándose justo antes de que se use la imagen de disco, es el momento de infectarla.

Dentro de InstallESD.dmg hay otra imagen de disco incrustada BaseSystem.dmg que es el 'sistema de archivos raíz' del código de actualización. Fue posible inyectar una librería dinámica en BaseSystem.dmg para que el código malicioso se ejecute dentro del contexto de un proceso que puede modificar archivos a nivel del sistema operativo.

systemmigrationd (2023)

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

com.apple.rootless.install

{% hint style="danger" %} El derecho com.apple.rootless.install permite eludir SIP {% endhint %}

De CVE-2022-26712 El servicio XPC del sistema /System/Library/PrivateFrameworks/ShoveService.framework/Versions/A/XPCServices/SystemShoveService.xpc tiene el derecho com.apple.rootless.install, que otorga al proceso permiso para eludir las restricciones de SIP. También expone un método para mover archivos sin ninguna verificación de seguridad.

Instantáneas del Sistema Sellado

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

Aquí hay una mirada más detallada:

  1. Sistema Inmutable: Las Instantáneas del Sistema Sellado hacen que el volumen del sistema de macOS sea "inmutable", lo que significa que no se puede modificar. Esto previene cualquier cambio no autorizado o accidental en el sistema que podría 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 inicio de macOS luego usa APFS (Apple File System) 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 característica de Instantáneas del Sistema Sellado asegura 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 compartición de espacio de APFS. También es importante notar que estas instantáneas son diferentes de las instantáneas de Time Machine, que son copias de seguridad del sistema completo accesibles por el usuario.

Verificar Instantáneas

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

+-- Container disk3 966B902E-EDBA-4775-B743-CF97A0556A13
|   ====================================================
|   APFS Container Reference:     disk3
|   Size (Capacity Ceiling):      494384795648 B (494.4 GB)
|   Capacity In Use By Volumes:   219214536704 B (219.2 GB) (44.3% used)
|   Capacity Not Allocated:       275170258944 B (275.2 GB) (55.7% free)
|   |
|   +-< Physical Store disk0s2 86D4B7EC-6FA5-4042-93A7-D3766A222EBE
|   |   -----------------------------------------------------------
|   |   APFS Physical Store Disk:   disk0s2
|   |   Size:                       494384795648 B (494.4 GB)
|   |
|   +-> Volume disk3s1 7A27E734-880F-4D91-A703-FB55861D49B7
|   |   ---------------------------------------------------
|   |   APFS Volume Disk (Role):   disk3s1 (System)
|   |   Name:                      Macintosh HD (Case-insensitive)
|   |   Mount Point:               /System/Volumes/Update/mnt1
|   |   Capacity Consumed:         12819210240 B (12.8 GB)
|   |   Sealed:                    Broken
|   |   FileVault:                 Yes (Unlocked)
|   |   Encrypted:                 No
|   |   |
|   |   Snapshot:                  FAA23E0C-791C-43FF-B0E7-0E1C0810AC61
|   |   Snapshot Disk:             disk3s1s1
|   |   Snapshot Mount Point:      /
|   |   Snapshot Sealed:           Yes
[...]
+-> Volume disk3s5 281959B7-07A1-4940-BDDF-6419360F3327
|   ---------------------------------------------------
|   APFS Volume Disk (Role):   disk3s5 (Data)
|   Name:                      Macintosh HD - Data (Case-insensitive)
    |   Mount Point:               /System/Volumes/Data
    |   Capacity Consumed:         412071784448 B (412.1 GB)
    |   Sealed:                    No
|   FileVault:                 Yes (Unlocked)

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 SIP es eludido y la modifica, el sistema operativo ya no arrancará.

También es posible verificar que el sello está habilitado ejecutando:

csrutil authenticated-root status
Authenticated Root status: enabled

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

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