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Injeção de Biblioteca no macOS

Aprenda hacking no AWS do zero ao herói com htARTE (HackTricks AWS Red Team Expert)!

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{% 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 %}

DYLD_INSERT_LIBRARIES

Esta é uma lista separada por dois pontos de bibliotecas dinâmicas para carregar antes das especificadas no programa. Isso permite testar novos módulos de bibliotecas compartilhadas dinâmicas existentes que são usadas em imagens de namespace plano, carregando uma biblioteca compartilhada dinâmica temporária com apenas os novos módulos. Note que isso não tem efeito em imagens construídas com imagens de namespace de dois níveis usando uma biblioteca compartilhada dinâmica, a menos que DYLD_FORCE_FLAT_NAMESPACE também seja usado.

Isso é como o LD_PRELOAD no Linux.

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

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

Vá até 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 de uma seção __RESTRICT/__restrict no binário macho.
  • O software tem entitlements (runtime reforçado) sem o entitlement com.apple.security.cs.allow-dyld-environment-variables
  • Verifique entitlements 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 recentes 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 o uso da variável de ambiente DYLD_INSERT_LIBRARIES, se o binário verificar a assinatura da biblioteca a ser carregada, ele não carregará uma biblioteca personalizada.

Para carregar uma biblioteca personalizada, o binário precisa ter um dos seguintes entitlements:

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

Você pode verificar se um binário tem runtime reforçado 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 estiver assinada com o mesmo certificado que o binário.

Encontre um exemplo de como (ab)usar isso e verificar 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 de 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 aplicativos executarem código arbitrário.
No entanto, a maneira como os aplicativos MacOS carregam bibliotecas é mais restrita do que no Windows. Isso implica que os desenvolvedores de malware ainda podem usar essa técnica para discrição, mas a probabilidade de poder abusar disso para escalar privilégios é muito menor.

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

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

Existem 4 diferentes Comandos de Cabeçalho que um binário macho pode usar para carregar bibliotecas:

  • O comando LC_LOAD_DYLIB é o comando comum para carregar uma dylib.
  • O comando LC_LOAD_WEAK_DYLIB funciona como o anterior, mas se a dylib não for encontrada, a execução continua sem nenhum erro.
  • O comando LC_REEXPORT_DYLIB ele faz 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 vinculadas fracas ausentes: Isso significa que o aplicativo tentará carregar uma biblioteca que não existe configurada com LC_LOAD_WEAK_DYLIB. Então, se um atacante colocar uma dylib onde é esperada, ela será carregada.
  • O fato de a ligação ser "fraca" significa que o aplicativo continuará funcionando 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 vinculadas fracas em binários com (você tem mais tarde um exemplo de 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`**. Baseado nos **valores** desses comandos, **bibliotecas** serão **carregadas** de **diferentes diretórios**.
* **`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 um 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 rpath e bibliotecas** 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 uma **dylib**, **`@loader_path`** fornece o **caminho** para a **dylib**.
{% endhint %}

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

{% hint style="success" %}
Um bom **scanner** para encontrar **bibliotecas ausentes** em aplicativos é o [**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 de 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 uma busca**. Se **`$DYLD_LIBRARY_PATH`** foi definido no lançamento, dyld primeiro **procurará nesse diretório**. Em seguida, se o arquivo mach-o chamador ou o executável principal especificar um **`LC_RPATH`**, então dyld **procurará nesses** diretórios. Em seguida, se o processo for **não restrito**, dyld procurará no **diretório de trabalho atual**. Por fim, para binários antigos, dyld tentará alguns fallbacks. Se **`$DYLD_FALLBACK_LIBRARY_PATH`** foi definido no lançamento, dyld procurará nesses diretórios, caso contrário, dyld procurará em **`/usr/local/lib/`** (se o processo for não restrito) e então em **`/usr/lib/`** (esta informação foi tirada do **`man dlopen`**).
1. `$DYLD_LIBRARY_PATH`
2. `LC_RPATH`
3. `CWD`(se não restrito)
4. `$DYLD_FALLBACK_LIBRARY_PATH`
5. `/usr/local/lib/` (se não restrito)
6. `/usr/lib/`

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

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

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

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

* Se o processo for **não restrito**, abusando do **caminho relativo do CWD** as variáveis de ambiente mencionadas (mesmo que não seja dito nos documentos 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 uma dylib), dlopen() primeiro olha em (se definido) em **`$DYLD_LIBRARY_PATH`** (com a parte da folha do caminho). Em seguida, dyld **tenta o caminho fornecido** (usando o diretório de trabalho atual para caminhos relativos (mas apenas para processos não restritos)). Por fim, para binários mais antigos, dyld tentará fallbacks. Se **`$DYLD_FALLBACK_LIBRARY_PATH`** foi definido no lançamento, dyld procurará nesses diretórios, caso contrário, dyld procurará em **`/usr/local/lib/`** (se o processo for não restrito) e então em **`/usr/lib/`**.
1. `$DYLD_LIBRARY_PATH`
2. caminho fornecido (usando o diretório de trabalho atual para caminhos relativos se não restrito)
3. `$DYLD_FALLBACK_LIBRARY_PATH`
4. `/usr/local/lib/` (se não restrito)
5. `/usr/lib/`

{% hint style="danger" %}
Se houver barras no nome e não for um framework, a mane
```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 procurada sem sucesso. Além disso, você poderia filtrar os logs do FS:

sudo fs_usage | grep "dlopentest"

Sequestro de Caminho Relativo

Se um binário/aplicativo 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 Validação de Biblioteca desativada, poderia ser possível mover o binário para um local onde o atacante pudesse modificar a biblioteca de caminho relativo carregada, e abusar dela 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.

Esta função é chamada a partir da função _main do mesmo arquivo se estiver direcionada para 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 for suid ou sgid, ou tiver 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 eliminadas.

Note que se CS_REQUIRE_LV for verdadeiro, então as variáveis não serão eliminadas, mas a validação da biblioteca verificará se elas 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

Runtime reforçado

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(nenhuma), eles podem receber a flag CS_RESTRICT dinamicamente quando executados e, portanto, essa técnica não funcionará neles.

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

csops -status <pid>

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

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