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Raw Blame History

macOS Library Injection

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{% endhint %}

{% hint style="danger" %} O código do dyld é open source e pode ser encontrado em https://opensource.apple.com/source/dyld/ e pode ser baixado como um tar usando uma URL como https://opensource.apple.com/tarballs/dyld/dyld-852.2.tar.gz {% endhint %}

Processo Dyld

Dê uma olhada em como o Dyld carrega bibliotecas dentro de binários em:

{% content-ref url="macos-dyld-process.md" %} macos-dyld-process.md {% endcontent-ref %}

DYLD_INSERT_LIBRARIES

Isso é como o LD_PRELOAD no Linux. Permite indicar um processo que vai ser executado para carregar uma biblioteca específica de um caminho (se a variável de ambiente estiver habilitada)

Essa técnica também pode ser usada como uma técnica ASEP já que cada aplicativo instalado tem um plist chamado "Info.plist" que permite a atribuição de variáveis ambientais usando uma chave chamada LSEnvironmental.

{% hint style="info" %} Desde 2012 a Apple reduziu drasticamente o poder do DYLD_INSERT_LIBRARIES.

Vá para o código e verifique src/dyld.cpp. Na função pruneEnvironmentVariables você pode ver que as variáveis DYLD_* são removidas.

Na função processRestricted a razão da restrição é definida. Verificando esse código você pode ver que as razões são:

O binário é setuid/setgid
Existência da seção __RESTRICT/__restrict no binário macho.
O software tem permissões (runtime endurecido) sem a permissão com.apple.security.cs.allow-dyld-environment-variables
Verifique as permissões de um binário com: codesign -dv --entitlements :- </path/to/bin>

Em versões mais atualizadas você pode encontrar essa lógica na segunda parte da função configureProcessRestrictions. No entanto, o que é executado em versões mais novas são as verificações iniciais da função (você pode remover os ifs relacionados ao iOS ou simulação, pois esses não serão usados no macOS. {% endhint %}

Validação de Biblioteca

Mesmo que o binário permita usar a variável de ambiente DYLD_INSERT_LIBRARIES, se o binário verificar a assinatura da biblioteca para carregá-la, não carregará uma personalizada.

Para carregar uma biblioteca personalizada, o binário precisa ter uma das seguintes permissões:

ou o binário não deve ter a flag de runtime endurecido ou a flag de validação de biblioteca.

Você pode verificar se um binário tem runtime endurecido com codesign --display --verbose <bin> verificando a flag runtime em CodeDirectory como: CodeDirectory v=20500 size=767 flags=0x10000(runtime) hashes=13+7 location=embedded

Você também pode carregar uma biblioteca se ela for assinada com o mesmo certificado que o binário.

Encontre um exemplo de como (ab)usar isso e verifique as restrições em:

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

Sequestro de Dylib

{% hint style="danger" %} Lembre-se que as restrições anteriores de Validação de Biblioteca também se aplicam para realizar ataques de sequestro de Dylib. {% endhint %}

Assim como no Windows, no MacOS você também pode sequestrar dylibs para fazer aplicações executarem código arbitrário (bem, na verdade, de um usuário regular isso pode não ser possível, pois você pode precisar de uma permissão TCC para escrever dentro de um pacote .app e sequestrar uma biblioteca).
No entanto, a maneira como as aplicações MacOS carregam bibliotecas é mais restrita do que no Windows. Isso implica que os desenvolvedores de malware ainda podem usar essa técnica para furtividade, mas a probabilidade de conseguir abusar disso para escalar privilégios é muito menor.

Primeiro de tudo, é mais comum encontrar que binários MacOS indicam o caminho completo para as bibliotecas a serem carregadas. E segundo, MacOS nunca procura nas pastas do $PATH por bibliotecas.

A parte principal do código relacionada a essa funcionalidade está em ImageLoader::recursiveLoadLibraries em ImageLoader.cpp.

Existem 4 comandos de cabeçalho diferentes que um binário macho pode usar para carregar bibliotecas:

O comando LC_LOAD_DYLIB é o comando comum para carregar um dylib.
O comando LC_LOAD_WEAK_DYLIB funciona como o anterior, mas se o dylib não for encontrado, a execução continua sem erro.
O comando LC_REEXPORT_DYLIB proxy (ou reexporta) os símbolos de uma biblioteca diferente.
O comando LC_LOAD_UPWARD_DYLIB é usado quando duas bibliotecas dependem uma da outra (isso é chamado de dependência ascendente).

No entanto, existem 2 tipos de sequestro de dylib:

Bibliotecas fracas vinculadas ausentes: Isso significa que a aplicação tentará carregar uma biblioteca que não existe configurada com LC_LOAD_WEAK_DYLIB. Então, se um atacante colocar um dylib onde se espera que ele seja carregado.
O fato de que o link é "fraco" significa que a aplicação continuará em execução mesmo que a biblioteca não seja encontrada.
O código relacionado a isso está na função ImageLoaderMachO::doGetDependentLibraries de ImageLoaderMachO.cpp onde lib->required é apenas false quando LC_LOAD_WEAK_DYLIB é verdadeiro.
Encontre bibliotecas fracas vinculadas em binários com (você tem um exemplo mais tarde sobre como criar bibliotecas de sequestro):

otool -l </path/to/bin> | 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

* **Configurado com @rpath**: Binários Mach-O podem ter os comandos **`LC_RPATH`** e **`LC_LOAD_DYLIB`**. Com base nos **valores** desses comandos, **bibliotecas** serão **carregadas** de **diretórios diferentes**.
* **`LC_RPATH`** contém os caminhos de algumas pastas usadas para carregar bibliotecas pelo binário.
* **`LC_LOAD_DYLIB`** contém o caminho para bibliotecas específicas a serem carregadas. Esses caminhos podem conter **`@rpath`**, que será **substituído** pelos valores em **`LC_RPATH`**. Se houver vários caminhos em **`LC_RPATH`**, todos serão usados para procurar a biblioteca a ser carregada. Exemplo:
* Se **`LC_LOAD_DYLIB`** contém `@rpath/library.dylib` e **`LC_RPATH`** contém `/application/app.app/Contents/Framework/v1/` e `/application/app.app/Contents/Framework/v2/`. Ambas as pastas serão usadas para carregar `library.dylib`**.** Se a biblioteca não existir em `[...]/v1/` e o atacante puder colocá-la lá para sequestrar o carregamento da biblioteca em `[...]/v2/`, pois a ordem dos caminhos em **`LC_LOAD_DYLIB`** é seguida.
* **Encontre caminhos e bibliotecas rpath** em binários com: `otool -l </path/to/binary> | grep -E "LC_RPATH|LC_LOAD_DYLIB" -A 5`

{% hint style="info" %}
**`@executable_path`**: É o **caminho** para o diretório que contém o **arquivo executável principal**.

**`@loader_path`**: É o **caminho** para o **diretório** que contém o **binário Mach-O** que contém o comando de carregamento.

* Quando usado em um executável, **`@loader_path`** é efetivamente o **mesmo** que **`@executable_path`**.
* Quando usado em um **dylib**, **`@loader_path`** fornece o **caminho** para o **dylib**.
{% endhint %}

A maneira de **escalar privilégios** abusando dessa funcionalidade seria no raro caso de um **aplicativo** sendo executado **por** **root** estar **procurando** alguma **biblioteca em alguma pasta onde o atacante tem permissões de escrita.**

{% hint style="success" %}
Um bom **scanner** para encontrar **bibliotecas ausentes** em aplicações é [**Dylib Hijack Scanner**](https://objective-see.com/products/dhs.html) ou uma [**versão CLI**](https://github.com/pandazheng/DylibHijack).\
Um bom **relatório com detalhes técnicos** sobre essa técnica pode ser encontrado [**aqui**](https://www.virusbulletin.com/virusbulletin/2015/03/dylib-hijacking-os-x).
{% endhint %}

**Exemplo**

{% 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 %}

## Sequestro de Dlopen

{% hint style="danger" %}
Lembre-se que **as restrições anteriores de Validação de Biblioteca também se aplicam** para realizar ataques de sequestro de Dlopen.
{% endhint %}

Do **`man dlopen`**:

* Quando o caminho **não contém um caractere de barra** (ou seja, é apenas um nome de folha), **dlopen() fará a busca**. Se **`$DYLD_LIBRARY_PATH`** foi definido na inicialização, dyld primeiro **procurará nesse diretório**. Em seguida, se o arquivo mach-o chamador ou o executável principal especificarem um **`LC_RPATH`**, então dyld **procurará nesses** diretórios. Em seguida, se o processo for **sem restrições**, dyld procurará no **diretório de trabalho atual**. Por último, para binários antigos, dyld tentará algumas alternativas. Se **`$DYLD_FALLBACK_LIBRARY_PATH`** foi definido na inicialização, dyld procurará nesses diretórios, caso contrário, dyld procurará em **`/usr/local/lib/`** (se o processo for sem restrições), e depois em **`/usr/lib/`** (essa informação foi retirada do **`man dlopen`**).
1. `$DYLD_LIBRARY_PATH`
2. `LC_RPATH`
3. `CWD`(se sem restrições)
4. `$DYLD_FALLBACK_LIBRARY_PATH`
5. `/usr/local/lib/` (se sem restrições)
6. `/usr/lib/`

{% hint style="danger" %}
Se não houver barras no nome, haveria 2 maneiras de fazer um sequestro:

* Se qualquer **`LC_RPATH`** for **gravável** (mas a assinatura é verificada, então para isso você também precisa que o binário seja sem restrições)
* Se o binário for **sem restrições** e então é possível carregar algo do CWD (ou abusar de uma das variáveis de ambiente mencionadas)
{% endhint %}

* Quando o caminho **parece um caminho de framework** (por exemplo, `/stuff/foo.framework/foo`), se **`$DYLD_FRAMEWORK_PATH`** foi definido na inicialização, dyld primeiro procurará nesse diretório pelo **caminho parcial do framework** (por exemplo, `foo.framework/foo`). Em seguida, dyld tentará o **caminho fornecido como está** (usando o diretório de trabalho atual para caminhos relativos). Por último, para binários antigos, dyld tentará algumas alternativas. Se **`$DYLD_FALLBACK_FRAMEWORK_PATH`** foi definido na inicialização, dyld procurará nesses diretórios. Caso contrário, ele procurará em **`/Library/Frameworks`** (no macOS se o processo for sem restrições), depois em **`/System/Library/Frameworks`**.
1. `$DYLD_FRAMEWORK_PATH`
2. caminho fornecido (usando o diretório de trabalho atual para caminhos relativos se sem restrições)
3. `$DYLD_FALLBACK_FRAMEWORK_PATH`
4. `/Library/Frameworks` (se sem restrições)
5. `/System/Library/Frameworks`

{% hint style="danger" %}
Se um caminho de framework, a maneira de sequestrá-lo seria:

* Se o processo for **sem restrições**, abusando do **caminho relativo do CWD** as variáveis de ambiente mencionadas (mesmo que não esteja dito na documentação, se o processo for restrito, as variáveis de ambiente DYLD\_\* são removidas)
{% endhint %}

* Quando o caminho **contém uma barra, mas não é um caminho de framework** (ou seja, um caminho completo ou um caminho parcial para um dylib), dlopen() primeiro procura em (se definido) em **`$DYLD_LIBRARY_PATH`** (com a parte da folha do caminho). Em seguida, dyld **tenta o caminho fornecido** (usando o diretório de trabalho atual para caminhos relativos (mas apenas para processos sem restrições)). Por último, para binários mais antigos, dyld tentará alternativas. Se **`$DYLD_FALLBACK_LIBRARY_PATH`** foi definido na inicialização, dyld procurará nesses diretórios, caso contrário, dyld procurará em **`/usr/local/lib/`** (se o processo for sem restrições), e depois em **`/usr/lib/`**.
1. `$DYLD_LIBRARY_PATH`
2. caminho fornecido (usando o diretório de trabalho atual para caminhos relativos se sem restrições)
3. `$DYLD_FALLBACK_LIBRARY_PATH`
4. `/usr/local/lib/` (se sem restrições)
5. `/usr/lib/`

{% hint style="danger" %}
Se houver barras no nome e não for um framework, a maneira de sequestrá-lo seria:

* Se o binário for **sem restrições** e então é possível carregar algo do CWD ou `/usr/local/lib` (ou abusar de uma das variáveis de ambiente mencionadas)
{% endhint %}

{% hint style="info" %}
Nota: Não há **arquivos de configuração** para **controlar a busca do dlopen**.

Nota: Se o executável principal for um **binário set\[ug]id ou assinado com permissões**, então **todas as variáveis de ambiente são ignoradas**, e apenas um caminho completo pode ser usado ([verifique as restrições de DYLD\_INSERT\_LIBRARIES](macos-dyld-hijacking-and-dyld\_insert\_libraries.md#check-dyld\_insert\_librery-restrictions) para mais informações detalhadas)

Nota: As plataformas Apple usam arquivos "universais" para combinar bibliotecas de 32 bits e 64 bits. Isso significa que não há **caminhos de busca separados para 32 bits e 64 bits**.

Nota: Nas plataformas Apple, a maioria dos dylibs do sistema operacional são **combinados no cache do dyld** e não existem no disco. Portanto, chamar **`stat()`** para verificar se um dylib do sistema operacional existe **não funcionará**. No entanto, **`dlopen_preflight()`** usa os mesmos passos que **`dlopen()`** para encontrar um arquivo mach-o compatível.
{% endhint %}

**Verifique os caminhos**

Vamos verificar todas as opções com o seguinte código:
```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;
}

Se você compilar e executar, poderá ver onde cada biblioteca foi pesquisada sem sucesso. Além disso, você poderia filtrar os logs do FS:

sudo fs_usage | grep "dlopentest"

Hijacking de Caminho Relativo

Se um binário/app privilegiado (como um SUID ou algum binário com permissões poderosas) estiver carregando uma biblioteca de caminho relativo (por exemplo, usando @executable_path ou @loader_path) e tiver a Validação de Biblioteca desativada, pode ser possível mover o binário para um local onde o atacante possa modificar a biblioteca carregada de caminho relativo, e abusar disso para injetar código no processo.

Podar variáveis de ambiente `DYLD_*` e `LD_LIBRARY_PATH`

No arquivo dyld-dyld-832.7.1/src/dyld2.cpp é possível encontrar a função pruneEnvironmentVariables, que removerá qualquer variável de ambiente que comece com DYLD_ e LD_LIBRARY_PATH=.

Ela também definirá como nulo especificamente as variáveis de ambiente DYLD_FALLBACK_FRAMEWORK_PATH e DYLD_FALLBACK_LIBRARY_PATH para binários suid e sgid.

Essa função é chamada da função _main do mesmo arquivo se direcionando para o OSX assim:

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

e essas flags booleanas são definidas no mesmo arquivo no código:

#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;

O que basicamente significa que se o binário é suid ou sgid, ou tem um segmento RESTRICT nos cabeçalhos ou foi assinado com a flag CS_RESTRICT, então !gLinkContext.allowEnvVarsPrint && !gLinkContext.allowEnvVarsPath && !gLinkContext.allowEnvVarsSharedCache é verdadeiro e as variáveis de ambiente são podadas.

Note que se CS_REQUIRE_LV for verdadeiro, então as variáveis não serão podadas, mas a validação da biblioteca verificará se estão usando o mesmo certificado que o binário original.

Verificar Restrições

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

Seção `RESTRICT` com segmento `restrict`

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

Hardened runtime

Crie um novo certificado no Keychain e use-o para assinar o binário:

{% 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" %} Observe que mesmo que existam binários assinados com as flags 0x0(none), eles podem obter a flag CS_RESTRICT dinamicamente quando executados e, portanto, esta técnica não funcionará neles.

Você pode verificar se um proc tem essa flag com (obtenha csops aqui):

csops -status <pid>

e então verifique se a flag 0x800 está habilitada. {% endhint %}

Referências