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Injection de bibliothèque macOS

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{% hint style="danger" %} Le code de dyld est open source et peut être trouvé sur https://opensource.apple.com/source/dyld/ et peut être téléchargé sous forme de tar en utilisant une URL telle que https://opensource.apple.com/tarballs/dyld/dyld-852.2.tar.gz {% endhint %}

DYLD_INSERT_LIBRARIES

Ceci est une liste de bibliothèques dynamiques séparées par des deux-points à charger avant celles spécifiées dans le programme. Cela vous permet de tester de nouveaux modules de bibliothèques partagées dynamiques existantes utilisées dans des images de l'espace de noms plat en chargeant une bibliothèque partagée dynamique temporaire contenant uniquement les nouveaux modules. Notez que cela n'a aucun effet sur les images construites avec un espace de noms à deux niveaux utilisant une bibliothèque partagée dynamique, sauf si DYLD_FORCE_FLAT_NAMESPACE est également utilisé.

C'est comme le LD_PRELOAD sur Linux.

Cette technique peut également être utilisée comme technique ASEP car chaque application installée a un fichier plist appelé "Info.plist" qui permet l'attribution de variables d'environnement en utilisant une clé appelée LSEnvironmental.

{% hint style="info" %} Depuis 2012, Apple a considérablement réduit la puissance de DYLD_INSERT_LIBRARIES.

Allez dans le code et vérifiez src/dyld.cpp. Dans la fonction pruneEnvironmentVariables, vous pouvez voir que les variables DYLD_* sont supprimées.

Dans la fonction processRestricted, la raison de la restriction est définie. En vérifiant ce code, vous pouvez voir que les raisons sont :

  • Le binaire est setuid/setgid
  • Existence de la section __RESTRICT/__restrict dans le binaire macho.
  • Le logiciel a des attributs (runtime renforcé) sans l'attribut com.apple.security.cs.allow-dyld-environment-variables
  • Vérifiez les attributs d'un binaire avec : codesign -dv --entitlements :- </path/to/bin>

Dans les versions plus récentes, vous pouvez trouver cette logique dans la deuxième partie de la fonction configureProcessRestrictions. Cependant, ce qui est exécuté dans les versions plus récentes, ce sont les vérifications initiales de la fonction (vous pouvez supprimer les ifs liés à iOS ou à la simulation car ils ne seront pas utilisés dans macOS. {% endhint %}

Validation de la bibliothèque

Même si le binaire permet d'utiliser la variable d'environnement DYLD_INSERT_LIBRARIES, si le binaire vérifie la signature de la bibliothèque à charger, il ne chargera pas une bibliothèque personnalisée.

Pour charger une bibliothèque personnalisée, le binaire doit avoir l'un des attributs suivants :

ou le binaire ne doit pas avoir le flag runtime renforcé ou le flag de validation de la bibliothèque.

Vous pouvez vérifier si un binaire a le runtime renforcé avec codesign --display --verbose <bin> en vérifiant le flag runtime dans CodeDirectory comme : CodeDirectory v=20500 size=767 flags=0x10000(runtime) hashes=13+7 location=embedded

Vous pouvez également charger une bibliothèque si elle est signée avec le même certificat que le binaire.

Trouvez un exemple sur la façon d'utiliser (abuser) cela et vérifiez les restrictions dans :

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

Dylib Hijacking

{% hint style="danger" %} N'oubliez pas que les restrictions de Validation de bibliothèque précédentes s'appliquent également pour effectuer des attaques de détournement de dylib. {% endhint %}

Comme dans Windows, sur MacOS, vous pouvez également détourner les dylibs pour faire exécuter du code arbitraire par les applications.
Cependant, la façon dont les applications MacOS chargent les bibliothèques est plus restreinte que sur Windows. Cela implique que les développeurs de logiciels malveillants peuvent toujours utiliser cette technique pour se camoufler, mais la probabilité de pouvoir abuser de cela pour escalader les privilèges est beaucoup plus faible.

Tout d'abord, il est plus courant de trouver que les binaires MacOS indiquent le chemin complet des bibliothèques à charger. Et deuxièmement, MacOS ne recherche jamais dans les dossiers du $PATH pour les bibliothèques.

La partie principale du code liée à cette fonctionnalité se trouve dans ImageLoader::recursiveLoadLibraries dans ImageLoader.cpp.

Il existe 4 commandes d'en-tête différentes qu'un binaire macho peut utiliser pour charger des bibliothèques :

  • La commande LC_LOAD_DYLIB est la commande courante pour charger un dylib.
  • La commande LC_LOAD_WEAK_DYLIB fonctionne comme la précédente, mais si le dylib n'est pas trouvé, l'exécution se poursuit sans aucune erreur.
  • La commande LC_REEXPORT_DYLIB permet de faire proxy (ou réexporter) les symboles d'une bibliothèque différente.
  • La commande LC_LOAD_UPWARD_DYLIB est utilisée lorsque deux bibliothèques dépendent l'une de l'autre (on parle de dépendance ascendante).

Cependant, il existe 2 types de détournement de dylib :

  • Bibliothèques liées faibles manquantes : Cela signifie que l'application va essayer de charger une bibliothèque qui n'existe pas, configurée avec LC_LOAD_WEAK_DYLIB. Ensuite, si un attaquant place un dylib là où il est attendu, il sera chargé.
  • Le fait que le lien soit "faible" signifie que l'application continuera de s'exécuter même si la bibliothèque n'est pas trouvée.
  • Le code associé à cela se trouve dans la fonction ImageLoaderMachO::doGetDependentLibraries de ImageLoaderMachO.cpp, où lib->required est seulement false lorsque LC_LOAD_WEAK_DYLIB est vrai.
  • Trouver des bibliothèques liées faibles dans les binaires avec (vous avez ensuite un exemple de création de bibliothèques de détournement) :

otool -l </chemin/vers/binaire> | grep LC_LOAD_WEAK_DYLIB -A 5 cmd LC_LOAD_WEAK_DYLIB cmdsize 56 name /var/tmp/lib/libUtl.1.dylib (offset 24) time stamp 2 Wed Jun 21 12:23:31 1969 current version 1.0.0 compatibility version 1.0.0

* **Configuré avec @rpath** : Les binaires Mach-O peuvent avoir les commandes **`LC_RPATH`** et **`LC_LOAD_DYLIB`**. En fonction des **valeurs** de ces commandes, les **bibliothèques** vont être **chargées** à partir de **différents répertoires**.
* **`LC_RPATH`** contient les chemins de certains dossiers utilisés pour charger les bibliothèques par le binaire.
* **`LC_LOAD_DYLIB`** contient le chemin des bibliothèques spécifiques à charger. Ces chemins peuvent contenir **`@rpath`**, qui sera **remplacé** par les valeurs dans **`LC_RPATH`**. S'il y a plusieurs chemins dans **`LC_RPATH`**, chacun sera utilisé pour rechercher la bibliothèque à charger. Exemple :
* Si **`LC_LOAD_DYLIB`** contient `@rpath/library.dylib` et **`LC_RPATH`** contient `/application/app.app/Contents/Framework/v1/` et `/application/app.app/Contents/Framework/v2/`. Les deux dossiers vont être utilisés pour charger `library.dylib`**.** Si la bibliothèque n'existe pas dans `[...]/v1/` et que l'attaquant peut la placer là pour détourner le chargement de la bibliothèque dans `[...]/v2/`, car l'ordre des chemins dans **`LC_LOAD_DYLIB`** est suivi.
* **Trouver les chemins rpath et les bibliothèques** dans les binaires avec : `otool -l </chemin/vers/binaire> | grep -E "LC_RPATH|LC_LOAD_DYLIB" -A 5`

{% hint style="info" %}
**`@executable_path`** : Est le **chemin** vers le répertoire contenant le **fichier exécutable principal**.

**`@loader_path`** : Est le **chemin** vers le **répertoire** contenant le **binaire Mach-O** qui contient la commande de chargement.

* Lorsqu'il est utilisé dans un exécutable, **`@loader_path`** est effectivement le **même** que **`@executable_path`**.
* Lorsqu'il est utilisé dans un **dylib**, **`@loader_path`** donne le **chemin** vers le **dylib**.
{% endhint %}

La façon d'**escalader les privilèges** en abusant de cette fonctionnalité serait dans le cas rare où une **application** exécutée **par** **root** recherche une **bibliothèque** dans un **dossier** où l'attaquant a des **permissions d'écriture**.

{% hint style="success" %}
Un **scanner** pratique pour trouver des **bibliothèques manquantes** dans les applications est [**Dylib Hijack Scanner**](https://objective-see.com/products/dhs.html) ou une [**version CLI**](https://github.com/pandazheng/DylibHijack).\
Un **rapport avec des détails techniques** intéressants sur cette technique peut être trouvé [**ici**](https://www.virusbulletin.com/virusbulletin/2015/03/dylib-hijacking-os-x).
{% endhint %}

**Exemple**

{% content-ref url="../../macos-dyld-hijacking-and-dyld_insert_libraries.md" %}
[macos-dyld-hijacking-and-dyld\_insert\_libraries.md](../../macos-dyld-hijacking-and-dyld\_insert\_libraries.md)
{% endcontent-ref %}

## Dlopen Hijacking

{% hint style="danger" %}
N'oubliez pas que les restrictions de **Validation de bibliothèque précédentes s'appliquent également** pour effectuer des attaques de détournement de Dlopen.
{% endhint %}

D'après **`man dlopen`** :

* Lorsque le chemin **ne contient pas de caractère slash** (c'est-à-dire qu'il s'agit simplement d'un nom de feuille), **dlopen() effectuera une recherche**. Si **`$DYLD_LIBRARY_PATH`** était défini au lancement, dyld cherchera d'abord dans ce répertoire. Ensuite, si le fichier mach-o appelant ou l'exécutable principal spécifie un **`LC_RPATH`**, alors dyld cherchera dans ces répertoires. Ensuite, si le processus est **non restreint**, dyld recherchera dans le **répertoire de travail actuel**. Enfin, pour les anciens binaires, dyld essaiera quelques solutions de repli. Si **`$DYLD_FALLBACK_LIBRARY_PATH`** était défini au lancement, dyld cherchera dans **ces répertoires**, sinon, dyld cherchera dans **`/usr/local/lib/`** (si le processus est non restreint), puis dans **`/usr/lib/`** (ces informations ont été extraites de **`man dlopen`**).
1. `$DYLD_LIBRARY_PATH`
2. `LC_RPATH`
3. `CWD` (si non restreint)
4. `$DYLD_FALLBACK_LIBRARY_PATH`
5. `/usr/local/lib/` (si non restreint)
6. `/usr/lib/`

{% hint style="danger" %}
S'il n'y a pas de slash dans le nom, il y aurait 2 façons de faire un détournement :

* Si un **`LC_RPATH`** est **modifiable** (mais la signature est vérifiée, donc pour cela, vous avez également besoin que le binaire soit non restreint)
* Si le binaire est **non restreint**, il est alors possible de charger quelque chose depuis le CWD (ou en abusant de l'une des variables d'environnement mentionnées)
{% endhint %}
* Lorsque le chemin ressemble à un chemin de framework (par exemple, `/stuff/foo.framework/foo`), si `$DYLD_FRAMEWORK_PATH` a été défini au lancement, dyld cherchera d'abord dans ce répertoire le chemin partiel du framework (par exemple, `foo.framework/foo`). Ensuite, dyld essaiera le chemin fourni tel quel (en utilisant le répertoire de travail actuel pour les chemins relatifs). Enfin, pour les anciens binaires, dyld essaiera quelques solutions de repli. Si `$DYLD_FALLBACK_FRAMEWORK_PATH` a été défini au lancement, dyld recherchera dans ces répertoires. Sinon, il recherchera dans `/Library/Frameworks` (sur macOS si le processus n'est pas restreint), puis dans `/System/Library/Frameworks`.
1. `$DYLD_FRAMEWORK_PATH`
2. chemin fourni (en utilisant le répertoire de travail actuel pour les chemins relatifs si le processus n'est pas restreint)
3. `$DYLD_FALLBACK_FRAMEWORK_PATH`
4. `/Library/Frameworks` (si le processus n'est pas restreint)
5. `/System/Library/Frameworks`

{% hint style="danger" %}
Si le chemin est un chemin de framework, la façon de le pirater serait :

* Si le processus n'est pas restreint, en abusant du chemin relatif à partir du CWD et des variables d'environnement mentionnées (même si les documents ne précisent pas si le processus est restreint, les variables d'environnement DYLD\_\* sont supprimées)
{% endhint %}

* Lorsque le chemin contient un slash mais n'est pas un chemin de framework (c'est-à-dire un chemin complet ou un chemin partiel vers une dylib), dlopen() cherche d'abord (si défini) dans `$DYLD_LIBRARY_PATH` (avec la partie terminale du chemin). Ensuite, dyld essaie le chemin fourni (en utilisant le répertoire de travail actuel pour les chemins relatifs, mais uniquement pour les processus non restreints). Enfin, pour les anciens binaires, dyld essaiera des solutions de repli. Si `$DYLD_FALLBACK_LIBRARY_PATH` a été défini au lancement, dyld recherchera dans ces répertoires, sinon, dyld cherchera dans `/usr/local/lib/` (si le processus n'est pas restreint), puis dans `/usr/lib/`.
1. `$DYLD_LIBRARY_PATH`
2. chemin fourni (en utilisant le répertoire de travail actuel pour les chemins relatifs si le processus n'est pas restreint)
3. `$DYLD_FALLBACK_LIBRARY_PATH`
4. `/usr/local/lib/` (si le processus n'est pas restreint)
5. `/usr/lib/`

{% hint style="danger" %}
Si le nom contient des slashes et n'est pas un framework, la façon de le pirater serait :

* Si le binaire n'est pas restreint, il est possible de charger quelque chose à partir du CWD ou de `/usr/local/lib` (ou d'abuser de l'une des variables d'environnement mentionnées)
{% endhint %}

{% hint style="info" %}
Remarque : Il n'y a **aucun** fichier de configuration pour **contrôler la recherche de dlopen**.

Remarque : Si l'exécutable principal est un binaire **set\[ug]id ou signé avec des entitlements**, alors **toutes les variables d'environnement sont ignorées**, et seul un chemin complet peut être utilisé (consultez les restrictions de DYLD\_INSERT\_LIBRARIES pour plus d'informations détaillées)

Remarque : Les plates-formes Apple utilisent des fichiers "universels" pour combiner les bibliothèques 32 bits et 64 bits. Cela signifie qu'il n'y a **pas de chemins de recherche séparés pour les bibliothèques 32 bits et 64 bits**.

Remarque : Sur les plates-formes Apple, la plupart des dylibs du système d'exploitation sont **combinées dans le cache dyld** et n'existent pas sur le disque. Par conséquent, l'appel à **`stat()`** pour vérifier si une dylib du système d'exploitation existe **ne fonctionnera pas**. Cependant, **`dlopen_preflight()`** utilise les mêmes étapes que **`dlopen()`** pour trouver un fichier mach-o compatible.
{% endhint %}

**Vérifier les chemins**

Vérifions toutes les options avec le code suivant :
```c
// gcc dlopentest.c -o dlopentest -Wl,-rpath,/tmp/test
#include <dlfcn.h>
#include <stdio.h>

int main(void)
{
void* handle;

fprintf("--- No slash ---\n");
handle = dlopen("just_name_dlopentest.dylib",1);
if (!handle) {
fprintf(stderr, "Error loading: %s\n\n\n", dlerror());
}

fprintf("--- Relative framework ---\n");
handle = dlopen("a/framework/rel_framework_dlopentest.dylib",1);
if (!handle) {
fprintf(stderr, "Error loading: %s\n\n\n", dlerror());
}

fprintf("--- Abs framework ---\n");
handle = dlopen("/a/abs/framework/abs_framework_dlopentest.dylib",1);
if (!handle) {
fprintf(stderr, "Error loading: %s\n\n\n", dlerror());
}

fprintf("--- Relative Path ---\n");
handle = dlopen("a/folder/rel_folder_dlopentest.dylib",1);
if (!handle) {
fprintf(stderr, "Error loading: %s\n\n\n", dlerror());
}

fprintf("--- Abs Path ---\n");
handle = dlopen("/a/abs/folder/abs_folder_dlopentest.dylib",1);
if (!handle) {
fprintf(stderr, "Error loading: %s\n\n\n", dlerror());
}

return 0;
}

Si vous le compilez et l'exécutez, vous pouvez voir où chaque bibliothèque a été recherchée sans succès. De plus, vous pouvez filtrer les journaux du système de fichiers :

sudo fs_usage | grep "dlopentest"

Hijacking de chemin relatif

Si un binaire/application privilégié (comme un SUID ou un binaire avec des autorisations puissantes) charge une bibliothèque de chemin relatif (par exemple en utilisant @executable_path ou @loader_path) et que la validation de la bibliothèque est désactivée, il pourrait être possible de déplacer le binaire vers un emplacement où l'attaquant pourrait modifier la bibliothèque chargée par le chemin relatif et l'utiliser pour injecter du code dans le processus.

Supprimer les variables d'environnement DYLD_* et LD_LIBRARY_PATH

Dans le fichier dyld-dyld-832.7.1/src/dyld2.cpp, il est possible de trouver la fonction pruneEnvironmentVariables, qui supprimera toute variable d'environnement qui commence par DYLD_ et LD_LIBRARY_PATH=.

Elle définira également spécifiquement les variables d'environnement DYLD_FALLBACK_FRAMEWORK_PATH et DYLD_FALLBACK_LIBRARY_PATH sur null pour les binaires suid et sgid.

Cette fonction est appelée depuis la fonction _main du même fichier lorsqu'on cible OSX de la manière suivante:

#if TARGET_OS_OSX
if ( !gLinkContext.allowEnvVarsPrint && !gLinkContext.allowEnvVarsPath && !gLinkContext.allowEnvVarsSharedCache ) {
pruneEnvironmentVariables(envp, &apple);

et ces indicateurs booléens sont définis dans le même fichier dans le code :

#if TARGET_OS_OSX
// support chrooting from old kernel
bool isRestricted = false;
bool libraryValidation = false;
// any processes with setuid or setgid bit set or with __RESTRICT segment is restricted
if ( issetugid() || hasRestrictedSegment(mainExecutableMH) ) {
isRestricted = true;
}
bool usingSIP = (csr_check(CSR_ALLOW_TASK_FOR_PID) != 0);
uint32_t flags;
if ( csops(0, CS_OPS_STATUS, &flags, sizeof(flags)) != -1 ) {
// On OS X CS_RESTRICT means the program was signed with entitlements
if ( ((flags & CS_RESTRICT) == CS_RESTRICT) && usingSIP ) {
isRestricted = true;
}
// Library Validation loosens searching but requires everything to be code signed
if ( flags & CS_REQUIRE_LV ) {
isRestricted = false;
libraryValidation = true;
}
}
gLinkContext.allowAtPaths                = !isRestricted;
gLinkContext.allowEnvVarsPrint           = !isRestricted;
gLinkContext.allowEnvVarsPath            = !isRestricted;
gLinkContext.allowEnvVarsSharedCache     = !libraryValidation || !usingSIP;
gLinkContext.allowClassicFallbackPaths   = !isRestricted;
gLinkContext.allowInsertFailures         = false;
gLinkContext.allowInterposing         	 = true;

Ce qui signifie essentiellement que si le binaire est suid ou sgid, ou s'il a un segment RESTRICT dans les en-têtes ou s'il a été signé avec le drapeau CS_RESTRICT, alors !gLinkContext.allowEnvVarsPrint && !gLinkContext.allowEnvVarsPath && !gLinkContext.allowEnvVarsSharedCache est vrai et les variables d'environnement sont élaguées.

Notez que si CS_REQUIRE_LV est vrai, alors les variables ne seront pas élaguées mais la validation de la bibliothèque vérifiera qu'elles utilisent le même certificat que le binaire d'origine.

Vérification des restrictions

SUID & SGID

# Make it owned by root and suid
sudo chown root hello
sudo chmod +s hello
# Insert the library
DYLD_INSERT_LIBRARIES=inject.dylib ./hello

# Remove suid
sudo chmod -s hello

Section __RESTRICT avec le segment __restrict

La section __RESTRICT est une section spéciale dans le segment __restrict du binaire macOS. Cette section est utilisée pour restreindre l'accès à certaines fonctionnalités sensibles du système d'exploitation. Elle est conçue pour empêcher les processus non autorisés d'interférer avec ces fonctionnalités.

Lorsqu'un processus tente d'accéder à une fonctionnalité restreinte, le système d'exploitation vérifie si le processus a les privilèges nécessaires pour y accéder. Si ce n'est pas le cas, le processus est bloqué et une erreur est renvoyée.

La section __RESTRICT est utilisée pour renforcer la sécurité du système d'exploitation en limitant les privilèges des processus et en empêchant les attaques de privilège d'escalade. Elle joue un rôle essentiel dans la protection des fonctionnalités sensibles du système d'exploitation contre les abus et les exploitations malveillantes.

Il est important de noter que la section __RESTRICT ne peut être modifiée que par des processus ayant les privilèges nécessaires. Cela garantit que seuls les processus autorisés peuvent accéder aux fonctionnalités restreintes du système d'exploitation.

En résumé, la section __RESTRICT avec le segment __restrict est une mesure de sécurité essentielle dans macOS pour restreindre l'accès aux fonctionnalités sensibles du système d'exploitation et prévenir les attaques de privilège d'escalade.

gcc -sectcreate __RESTRICT __restrict /dev/null hello.c -o hello-restrict
DYLD_INSERT_LIBRARIES=inject.dylib ./hello-restrict

Runtime sécurisé

Créez un nouveau certificat dans le trousseau d'accès et utilisez-le pour signer le binaire :

{% code overflow="wrap" %}

# Apply runtime proetction
codesign -s <cert-name> --option=runtime ./hello
DYLD_INSERT_LIBRARIES=inject.dylib ./hello #Library won't be injected

# Apply library validation
codesign -f -s <cert-name> --option=library ./hello
DYLD_INSERT_LIBRARIES=inject.dylib ./hello-signed #Will throw an error because signature of binary and library aren't signed by same cert (signs must be from a valid Apple-signed developer certificate)

# Sign it
## If the signature is from an unverified developer the injection will still work
## If it's from a verified developer, it won't
codesign -f -s <cert-name> inject.dylib
DYLD_INSERT_LIBRARIES=inject.dylib ./hello-signed

# Apply CS_RESTRICT protection
codesign -f -s <cert-name> --option=restrict hello-signed
DYLD_INSERT_LIBRARIES=inject.dylib ./hello-signed # Won't work

{% endcode %}

{% hint style="danger" %} Notez que même s'il existe des binaires signés avec le drapeau 0x0(none), ils peuvent obtenir dynamiquement le drapeau CS_RESTRICT lorsqu'ils sont exécutés et donc cette technique ne fonctionnera pas sur eux.

Vous pouvez vérifier si un processus a ce drapeau avec (obtenez csops ici): 

csops -status <pid>

et vérifiez ensuite si le drapeau 0x800 est activé. {% endhint %}

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