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hacktricks/macos-hardening/macos-security-and-privilege-escalation/macos-proces-abuse/macos-ipc-inter-process-communication/macos-xpc/README.md

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macOS XPC

{% hint style="success" %} Learn & practice AWS Hacking:HackTricks Training AWS Red Team Expert (ARTE)
Learn & practice GCP Hacking: HackTricks Training GCP Red Team Expert (GRTE)

Support HackTricks
{% endhint %}

Basic Information

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

O XPC usa uma forma de Comunicação Inter-Processo (IPC), que é um conjunto de métodos para diferentes programas em execução no mesmo sistema trocarem dados.

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 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 que se comunicam via XPC é menos eficiente. Mas nos sistemas de hoje, isso não é quase perceptível e os benefícios são melhores.

Application Specific XPC services

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 pacotes com o binário principal dentro dele: /Applications/Safari.app/Contents/XPCServices/com.apple.Safari.SandboxBroker.xpc/Contents/MacOS/com.apple.Safari.SandboxBroker e um Info.plist: /Applications/Safari.app/Contents/XPCServices/com.apple.Safari.SandboxBroker.xpc/Contents/Info.plist

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 estiver configurado com JoinExistingSession definido como “True” em seu Info.plist. Nesse caso, o serviço XPC será executado na mesma sessão de segurança que o aplicativo que o chamou.

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

System Wide XPC services

Os serviços XPC de 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 LaunchDameons são executados pelo root. Portanto, se um processo não privilegiado puder se comunicar com um desses, poderá ser capaz de escalar privilégios.

Objetos XPC

  • xpc_object_t

Cada mensagem XPC é um objeto dicionário que simplifica a serialização e deserialização. Além disso, libxpc.dylib declara a maioria dos tipos de dados, então é possível garantir que os dados recebidos sejam do tipo esperado. Na API C, cada objeto é um xpc_object_t (e seu tipo pode ser verificado usando xpc_get_type(object)).
Além disso, a função xpc_copy_description(object) pode ser usada para obter uma representação em string do objeto que pode ser útil para fins de depuração.
Esses objetos também têm alguns métodos para chamar, como xpc_<object>_copy, xpc_<object>_equal, xpc_<object>_hash, xpc_<object>_serialize, xpc_<object>_deserialize...

Os xpc_object_t são criados chamando a função xpc_<objetType>_create, que internamente chama _xpc_base_create(Class, Size), onde é indicado o tipo da classe do objeto (um dos XPC_TYPE_*) e o tamanho dele (alguns 40B extras serão adicionados ao tamanho para metadados). O que significa que os dados do objeto começarão no deslocamento de 40B.
Portanto, o xpc_<objectType>_t é uma espécie de subclasse do xpc_object_t, que seria uma subclasse de os_object_t*.

{% hint style="warning" %} Observe que deve ser o desenvolvedor quem usa xpc_dictionary_[get/set]_<objectType> para obter ou definir o tipo e o valor real de uma chave. {% endhint %}

  • xpc_pipe

Um xpc_pipe é um pipe FIFO que os processos podem usar para se comunicar (a comunicação usa mensagens Mach).
É possível criar um servidor XPC chamando xpc_pipe_create() ou xpc_pipe_create_from_port() para criá-lo usando uma porta Mach específica. Em seguida, para receber mensagens, é possível chamar xpc_pipe_receive e xpc_pipe_try_receive.

Observe que o objeto xpc_pipe é um xpc_object_t com informações em sua struct sobre as duas portas Mach usadas e o nome (se houver). O nome, por exemplo, o daemon secinitd em seu plist /System/Library/LaunchDaemons/com.apple.secinitd.plist configura o pipe chamado com.apple.secinitd.

Um exemplo de um xpc_pipe é o bootstrap pipe criado pelo launchd, tornando possível compartilhar portas Mach.

  • NSXPC*

Estes são objetos de alto nível em Objective-C que permitem a abstração de conexões XPC.
Além disso, é mais fácil depurar esses objetos com DTrace do que os anteriores.

  • GCD Queues

XPC usa GCD para passar mensagens, além disso, gera certas filas de despacho como xpc.transactionq, xpc.io, xpc-events.add-listenerq, xpc.service-instance...

Serviços XPC

Estes são pacotes com extensão .xpc localizados dentro da pasta XPCServices de outros projetos e no Info.plist eles têm o CFBundlePackageType definido como XPC!.
Este arquivo possui outras chaves de configuração, como ServiceType, que pode ser Application, User, System ou _SandboxProfile, que pode definir um sandbox, ou _AllowedClients, que pode indicar direitos ou ID necessários para contatar o serviço. Essas e outras opções de configuração serão úteis para configurar o serviço ao ser iniciado.

Iniciando um Serviço

O aplicativo tenta conectar a um serviço XPC usando xpc_connection_create_mach_service, então o launchd localiza o daemon e inicia xpcproxy. xpcproxy impõe as restrições configuradas e gera o serviço com os FDs e portas Mach fornecidos.

Para melhorar a velocidade da busca pelo serviço XPC, um cache é utilizado.

É possível rastrear as ações de xpcproxy usando:

supraudit S -C -o /tmp/output /dev/auditpipe

A biblioteca XPC usa kdebug para registrar ações chamando xpc_ktrace_pid0 e xpc_ktrace_pid1. Os códigos que utiliza não são documentados, então é necessário adicioná-los em /usr/share/misc/trace.codes. Eles têm o prefixo 0x29 e, por exemplo, um é 0x29000004: XPC_serializer_pack.
A utilidade xpcproxy usa o prefixo 0x22, por exemplo: 0x2200001c: xpcproxy:will_do_preexec.

Mensagens de Evento XPC

Aplicativos podem se inscrever em diferentes mensagens de evento, permitindo que sejam iniciadas sob demanda quando tais eventos ocorrem. A configuração para esses serviços é feita em arquivos plist do launchd, localizados nas mesmas diretórios que os anteriores e contendo uma chave extra LaunchEvent.

Verificação de Processo Conectado 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/" %} macos-xpc-connecting-process-check {% endcontent-ref %}

Autorização XPC

A Apple também permite que aplicativos configurem alguns direitos e como obtê-los, então, se o processo chamador os tiver, ele será permitido a chamar um método do serviço XPC:

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

Sniffer XPC

Para capturar as mensagens XPC, você pode usar xpcspy, que utiliza Frida.

# Install
pip3 install xpcspy
pip3 install xpcspy --no-deps # To not make xpcspy install Frida 15 and downgrade your Frida installation

# Start sniffing
xpcspy -U -r -W <bundle-id>
## Using filters (i: for input, o: for output)
xpcspy -U <prog-name> -t 'i:com.apple.*' -t 'o:com.apple.*' -r

Outra ferramenta possível de usar é XPoCe2.

Exemplo de Código C de Comunicação XPC

{% 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_client.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" %}

<?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 Objective-C para Comunicação XPC

{% 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_client.m" %}

// 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="xyz.hacktricks.svcoc.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>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

Cliente dentro de um código Dylb

// gcc -dynamiclib -framework Foundation oc_xpc_client.m -o oc_xpc_client.dylib
// gcc injection example:
// DYLD_INSERT_LIBRARIES=oc_xpc_client.dylib /path/to/vuln/bin

#import <Foundation/Foundation.h>

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

__attribute__((constructor))
static void customConstructor(int argc, const char **argv)
{
NSString*  _serviceName = @"xyz.hacktricks.svcoc";

NSXPCConnection* _agentConnection = [[NSXPCConnection alloc] initWithMachServiceName:_serviceName options:4096];

[_agentConnection setRemoteObjectInterface:[NSXPCInterface interfaceWithProtocol:@protocol(MyXPCProtocol)]];

[_agentConnection resume];

[[_agentConnection remoteObjectProxyWithErrorHandler:^(NSError* error) {
(void)error;
NSLog(@"Connection Failure");
}] sayHello:@"Hello, Server!" withReply:^(NSString *response) {
NSLog(@"Received response: %@", response);
}    ];
NSLog(@"Done!");

return;
}

Remote XPC

Essa funcionalidade fornecida pelo RemoteXPC.framework (do libxpc) permite comunicar via XPC através de diferentes hosts.
Os serviços que suportam XPC remoto terão em seu plist a chave UsesRemoteXPC, como é o caso de /System/Library/LaunchDaemons/com.apple.SubmitDiagInfo.plist. No entanto, embora o serviço esteja registrado com launchd, é o UserEventAgent com os plugins com.apple.remoted.plugin e com.apple.remoteservicediscovery.events.plugin que fornece a funcionalidade.

Além disso, o RemoteServiceDiscovery.framework permite obter informações do com.apple.remoted.plugin, expondo funções como get_device, get_unique_device, connect...

Uma vez que connect é usado e o socket fd do serviço é coletado, é possível usar a classe remote_xpc_connection_*.

É possível obter informações sobre serviços remotos usando a ferramenta cli /usr/libexec/remotectl com parâmetros como:

/usr/libexec/remotectl list # Get bridge devices
/usr/libexec/remotectl show ...# Get device properties and services
/usr/libexec/remotectl dumpstate # Like dump withuot indicateing a servie
/usr/libexec/remotectl [netcat|relay] ... # Expose a service in a port
...

A comunicação entre o BridgeOS e o host ocorre através de uma interface IPv6 dedicada. O MultiverseSupport.framework permite estabelecer sockets cujos fd serão usados para comunicação.
É possível encontrar essas comunicações usando netstat, nettop ou a opção de código aberto, netbottom.

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{% endhint %}