Dylib注入&劫持总结

Nov 21, 2022|2022-12-26
巴斯.zznQ
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Nov 21, 2022
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dylib-hijacking-and-inserting-notes
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macOS
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技术文章
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Dylib基础

先掌握一些 macOS 下的前置知识:
  • macho
    • Mach-O (Mach Object 的缩写)是 IOS/macOS 下的原生可执行文件格式,可用于可执行文件、共享库、动态加载的代码等等。
  • dylib
    • 也被称为动态共享库、共享对象或动态链接库,简单来说 dylib 就是用于动态链接的库。
  • Load commands
    • Mach-O文件由头(Header)、装载指令(Load Commands)和数据(Data)组成。这些加载命令在Mach-O文件加载解析时,被内核加载器或者动态链接器调用,这些加载命令指定了二进制文件的布局和链接特性(内存布局、主线程的初始执行状态、依赖的动态链接的名称等)。
      MachOView查看装载指令
      MachOView查看装载指令
otool查看装载指令
otool查看装载指令
LoadCommands基本的加载命令的数据结构如下:
struct load_command { uint32_t cmd; /* type of load command */ uint32_t cmdsize; /* total size of command in bytes */ };
  • cmd 字段代表当前加载命令的类型。
  • cmdsize 字段代表当前加载命令的大小。
    • 加载命令类型的定义在 mach-o/loader.h 中,以 LC 为前缀的;所有的这些加载命令由系统内核加载器直接使用,或由动态链接器处理。其中几个常见的加载命令有LC_SEGMENTLC_LOAD_DYLINKERLC_LOAD_DYLIBLC_MAINLC_CODE_SIGNATURELC_ENCRYPTION_INFO 等。这里重点关注下 dylib 的加载,当cmd类型是LC_LOAD_DYLIBLC_LOAD_WEAK_DYLIBLC_REEXPORT_DYLIB 时,统一使用 dylib_command 结构体表示:
... struct dylib_command { uint32_t cmd; /* LC_ID_DYLIB, LC_LOAD_{,WEAK_}DYLIB, LC_REEXPORT_DYLIB */ uint32_t cmdsize; /* includes pathname string */ struct dylib dylib; /* the library identification */ }; ... struct dylib { union lc_str name; /* library's path name */ uint32_t timestamp; /* library's build time stamp */ uint32_t current_version; /* library's current version number */ uint32_t compatibility_version; /* library's compatibility vers number*/ };

“DYLD_INSERT_LIBRARIES”环境变量

在 macOS 中动态链接器在程序加载之前加载 DYLD_INSERT_LIBRARIES 此环境变量中指定的任何动态库,本质上是将动态库注入应用程序。写个例子测试一下:
  • example.dylib
// clang -shared -framework Foundation example_dylib.m -o libexample.dylib #import <Foundation/Foundation.h> static void __attribute__((constructor)) initialize(void){ NSLog(@"insert_dylib i'm here"); }
  • hello.m
// clang -framework Foundation hello.m -o hello #import <Foundation/Foundation.h> int main(int argc, char **argv) { @autoreleasepool { NSLog(@"HelloWorld!"); } }
指定 libexample.dylib 并运行 $ DYLD_INSERT_LIBRARIES=./libexample.dylib ./hello libexample.dylib 被提前加载执行,运行结果如下:
$ DYLD_INSERT_LIBRARIES=./libexample.dylib ./hello 2022-11-20 21:06:06.397 hello[17898:473695] insert_dylib i'm here 2022-11-20 21:06:06.398 hello[17898:473695] HelloWorld!

“DYLD_INSERT_LIBRARIES”的限制

  • Hardened Runtime
    • SIP&Hardened Runtime 通过防止某些类型的攻击(如代码注入、动态链接库 (DLL) 劫持和进程内存空间篡改)来保护软件的运行时完整性。
      使用 codesign -dvvv xxx 查看MachO签名信息,runntime选项指为0x10000),如图中的应用就不会加载&运行注入的dylib:
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com.apple.security.cs.allow-dyld-environment-variables com.apple.security.cs.disable-library-validation
  • Library Validation
    • 验证每个加载dylib的签名,需要与主可执行文件相同的密钥进行签名的才能通过。
      Library Validation选项指为0x2000

DYLD_INSERT_LIBRARIES实例

MacOS Stored Credentials 文章中检测到 Microsoft Remote Desktop 并没有开启runtime利用DYLD_INSERT_LIBRARIES环境变量注入dylib,应用本身就有Keychain的访问权限直接能从钥匙串中检索密码:
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Dylib劫持

DYLIB HIJACKING ON OS X - Patrick Wardle 文章详细介绍 dylib 劫持,这里就不再赘述,总结如下:
  1. 对加载命令为 LC_LOAD_WEAK_DYLIB Dylib 进行劫持
    1. 什么是弱引用?dyld 是macOS 上动态链接器,其运行原理在文章中有详细的描述。简单来说dylb在加载动态库时,如果动态库的加载命令为 LC_LOAD_WEAK_DYLIB 即使库缺失了也不会影响程序的加载和运行。
找到缺失库的路径并替换为恶意动态库:
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  1. 对搜索路径为 @rpath Dylib 进行劫持
@rpath 动态链接通过搜索路径列表定位动态库,而这个列表是嵌入在应用程序中,一般在LoadCommands 中的 LC_RPATH
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按顺序查找路径下缺失动态库时就可以将其位置替换为恶意动态库,因为加载程序将按顺序搜索这些路径,这样就完成了劫持:
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Dylib劫持的限制

  1. DYLD_INSERT_LIBRARIES一样存在 Hardened RuntimeLibrary Validation 签名选项的限制。
  1. 劫持 Dylib 的路径
    1. 由于macOS的系统完整性保护(SIP),/usr/lib/* 或者 /System/Library/* 等受SIP保护下目录中的文件没权限修改,可以直接忽略(除非用户手动关闭SIP)。

Dylib劫持实例

Zoom本地安全漏洞#2获取麦克风与摄像头权限的代码注入 虽然应用程序存在Hardened Runtime,通过 codesign -d --entitlements :- /Applications/zoom.us.app/ 导出zoom应用的授权项发现又存在 com.apple.security.cs.disable-library-validation 权限,这表示zoom应用既想要 Hardened Runtime,又想允许任何库加载到我的地址空间中:
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因此,由于这种权限的存在,我们(理论上)可以绕过 Hardened Runtime,并将恶意库代码注入Zoom中(例如,在没有访问警告的情况下访问麦克风和摄像头)。在文章中提到 dylib proxying 方法,这种方法既隐蔽又持久,接下来简单介绍下 Dylib Proxying 技术。

Dylib Proxying

简而言之就是我们替换了目标应用程序所依赖的合法库文件,然后将应用程序发出的所有请求代理回原始库文件,由于加载程序将遵循其重新导出指令,因此不会抛出任何链接器错误。dylib proxying另一个好处是它不会损害二进制文件的代码签名证书(会破坏程序集的签名)。
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howtodo
  1. 设置LC_REEXPORT_DYLIB链接器指令
    1. 使用 Xcode 向劫持者的dylib 项目添加几个链接器标志:-Xlinker,reexport_library,添加目标代理库的路径:
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  1. 链接器标志生成一个嵌入 LC_REEXPORT_DYLIB 加载命令:
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  1. 修改LC_REEXPORT_DYLIB 为绝对路径
    1. dyld 加载程序将尝试直接从文件系统加载 LC_REEXPORT_DYLIB 的路径,如果路径为@rpath 等非绝对路径必然会失败。使用 install_name_tool 修改路径:
      install_name_tool -change @rpath/xxxlib /Applications/xxx.app/lib
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自动化的实现

根据上面的总结,可以写个自动化程序快速帮我们在目标机器上查找到可注入&劫持Dylib的应用程序。
大概功能如下:遍历 /Applicaiotns/some.app 过滤掉存在 Hardened RuntimeLibrary Validation 的限制 ,如果有com.apple.security.cs.disable-library-validation 授权可以忽略Hardened Runtime。查找 weak@rpath 可以劫持动态库的路径(在sip保护之外的),如果没有可劫持的路径可以列出 dylib proxy
至于注入的 dylib 应该还有很多玩法,留到后面文章继续研究。

参考文章

 
什么?Notion也能当扫描器?Cobalt Strike Launcher on macOS