Binaries Mach-o zawierają polecenie ładujące zwane LC_CODE_SIGNATURE, które wskazuje offset i rozmiar podpisów wewnątrz binarnego pliku. W rzeczywistości, używając narzędzia GUI MachOView, można znaleźć na końcu binarnego pliku sekcję o nazwie Code Signature z tymi informacjami:
Magiczny nagłówek podpisu kodu to 0xFADE0CC0. Następnie masz informacje takie jak długość i liczba blobów superBlob, które je zawierają.
Można znaleźć te informacje w kodzie źródłowym tutaj:
/** Structure of an embedded-signature SuperBlob*/typedefstruct __BlobIndex {uint32_t type; /* type of entry */uint32_t offset; /* offset of entry */} CS_BlobIndex__attribute__ ((aligned(1)));typedefstruct __SC_SuperBlob {uint32_t magic; /* magic number */uint32_t length; /* total length of SuperBlob */uint32_t count; /* number of index entries following */CS_BlobIndex index[]; /* (count) entries *//* followed by Blobs in no particular order as indicated by offsets in index */} CS_SuperBlob__attribute__ ((aligned(1)));#defineKERNEL_HAVE_CS_GENERICBLOB1typedefstruct __SC_GenericBlob {uint32_t magic; /* magic number */uint32_t length; /* total length of blob */char data[];} CS_GenericBlob__attribute__ ((aligned(1)));
Powszechnie zawarte bloby to Code Directory, Requirements i Entitlements oraz Cryptographic Message Syntax (CMS).
Ponadto, zauważ, że dane zakodowane w blobach są zakodowane w Big Endian.
Ponadto, podpisy mogą być odłączane od binarnych plików i przechowywane w /var/db/DetachedSignatures (używane przez iOS).
typedefstruct __CodeDirectory {uint32_t magic; /* magic number (CSMAGIC_CODEDIRECTORY) */uint32_t length; /* total length of CodeDirectory blob */uint32_t version; /* compatibility version */uint32_t flags; /* setup and mode flags */uint32_t hashOffset; /* offset of hash slot element at index zero */uint32_t identOffset; /* offset of identifier string */uint32_t nSpecialSlots; /* number of special hash slots */uint32_t nCodeSlots; /* number of ordinary (code) hash slots */uint32_t codeLimit; /* limit to main image signature range */uint8_t hashSize; /* size of each hash in bytes */uint8_t hashType; /* type of hash (cdHashType* constants) */uint8_t platform; /* platform identifier; zero if not platform binary */uint8_t pageSize; /* log2(page size in bytes); 0 => infinite */uint32_t spare2; /* unused (must be zero) */char end_earliest[0];/* Version 0x20100 */uint32_t scatterOffset; /* offset of optional scatter vector */char end_withScatter[0];/* Version 0x20200 */uint32_t teamOffset; /* offset of optional team identifier */char end_withTeam[0];/* Version 0x20300 */uint32_t spare3; /* unused (must be zero) */uint64_t codeLimit64; /* limit to main image signature range, 64 bits */char end_withCodeLimit64[0];/* Version 0x20400 */uint64_t execSegBase; /* offset of executable segment */uint64_t execSegLimit; /* limit of executable segment */uint64_t execSegFlags; /* executable segment flags */char end_withExecSeg[0];/* Version 0x20500 */uint32_t runtime;uint32_t preEncryptOffset;char end_withPreEncryptOffset[0];/* Version 0x20600 */uint8_t linkageHashType;uint8_t linkageApplicationType;uint16_t linkageApplicationSubType;uint32_t linkageOffset;uint32_t linkageSize;char end_withLinkage[0];/* followed by dynamic content as located by offset fields above */} CS_CodeDirectory__attribute__ ((aligned(1)));
Zauważ, że istnieją różne wersje tej struktury, w których starsze mogą zawierać mniej informacji.
Signing Code Pages
Haszowanie pełnego binarnego pliku byłoby nieefektywne, a nawet bezużyteczne, jeśli jest on ładowany w pamięci tylko częściowo. Dlatego podpis kodu jest w rzeczywistości haszem haszy, gdzie każda strona binarna jest haszowana indywidualnie.
W rzeczywistości, w poprzednim kodzie Code Directory możesz zobaczyć, że rozmiar strony jest określony w jednym z jego pól. Co więcej, jeśli rozmiar binarnego pliku nie jest wielokrotnością rozmiaru strony, pole CodeLimit określa, gdzie kończy się podpis.
# Get all hashes of /bin/pscodesign-d-vvvvvv/bin/ps[...]CandidateCDHashsha256=c46e56e9490d93fe35a76199bdb367b3463c91dcCandidateCDHashFullsha256=c46e56e9490d93fe35a76199bdb367b3463c91dcdb3c46403ab8ba1c2d13fd86Hashchoices=sha256CMSDigest=c46e56e9490d93fe35a76199bdb367b3463c91dcdb3c46403ab8ba1c2d13fd86CMSDigestType=2ExecutableSegmentbase=0ExecutableSegmentlimit=32768ExecutableSegmentflags=0x1Pagesize=4096-7=a542b4dcbc134fbd950c230ed9ddb99a343262a2df8e0c847caee2b6d3b41cc8-6=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000-5=2bb2de519f43b8e116c7eeea8adc6811a276fb134c55c9c2e9dcbd3047f80c7d-4=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000-3=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000-2=4ca453dc8908dc7f6e637d6159c8761124ae56d080a4a550ad050c27ead273b3-1=00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000=a5e6478f89812c0c09f123524cad560a9bf758d16014b586089ddc93f004e39c1=ad7facb2586fc6e966c004d7d1d16b024f5805ff7cb47c7a85dabd8b48892ca72=93d476eeace15a5ad14c0fb56169fd080a04b99582b4c7a01e1afcbc58688f[...]# Calculate the hasehs of each page manuallyBINARY=/bin/psSIZE=`stat-f "%Z" $BINARY`PAGESIZE=4096# From the previous outputPAGES=`expr $SIZE / $PAGESIZE`for i in`seq0 $PAGES`; doddif=$BINARY of=/tmp/`basename $BINARY`.page.$ibs=$PAGESIZE skip=$i count=1doneopensslsha256/tmp/*.page.*
Entitlements Blob
Zauważ, że aplikacje mogą również zawierać blob uprawnień, w którym zdefiniowane są wszystkie uprawnienia. Co więcej, niektóre binaria iOS mogą mieć swoje uprawnienia określone w specjalnym slocie -7 (zamiast w specjalnym slocie -5 uprawnień).
Special Slots
Aplikacje MacOS nie mają wszystkiego, co potrzebne do wykonania wewnątrz binarnego, ale korzystają również z zewnętrznych zasobów (zwykle wewnątrz bundla aplikacji). Dlatego w binarnym znajdują się pewne sloty, które będą zawierać hashe niektórych interesujących zewnętrznych zasobów, aby sprawdzić, czy nie zostały zmodyfikowane.
W rzeczywistości można zobaczyć w strukturach Katalogu Kodów parametr zwany nSpecialSlots, który wskazuje liczbę specjalnych slotów. Nie ma slotu specjalnego 0, a najczęstsze z nich (od -1 do -6) to:
Hash info.plist (lub ten wewnątrz __TEXT.__info__plist).
Hash Wymagań
Hash Katalogu Zasobów (hash pliku _CodeSignature/CodeResources wewnątrz bundla).
Specyficzny dla aplikacji (niewykorzystany)
Hash uprawnień
Tylko podpisy kodu DMG
Uprawnienia DER
Code Signing Flags
Każdy proces ma powiązany bitmaskę znaną jako status, która jest inicjowana przez jądro, a niektóre z nich mogą być nadpisane przez podpis kodu. Te flagi, które mogą być zawarte w podpisie kodu, są zdefiniowane w kodzie:
/* code signing attributes of a process */#defineCS_VALID0x00000001 /* dynamically valid */#defineCS_ADHOC0x00000002 /* ad hoc signed */#defineCS_GET_TASK_ALLOW0x00000004 /* has get-task-allow entitlement */#defineCS_INSTALLER0x00000008 /* has installer entitlement */#defineCS_FORCED_LV0x00000010 /* Library Validation required by Hardened System Policy */#defineCS_INVALID_ALLOWED0x00000020 /* (macOS Only) Page invalidation allowed by task port policy */#defineCS_HARD0x00000100 /* don't load invalid pages */#defineCS_KILL0x00000200 /* kill process if it becomes invalid */#defineCS_CHECK_EXPIRATION0x00000400 /* force expiration checking */#defineCS_RESTRICT0x00000800 /* tell dyld to treat restricted */#defineCS_ENFORCEMENT0x00001000 /* require enforcement */#defineCS_REQUIRE_LV0x00002000 /* require library validation */#defineCS_ENTITLEMENTS_VALIDATED0x00004000 /* code signature permits restricted entitlements */#define CS_NVRAM_UNRESTRICTED 0x00008000 /* has com.apple.rootless.restricted-nvram-variables.heritable entitlement */
#defineCS_RUNTIME0x00010000 /* Apply hardened runtime policies */#defineCS_LINKER_SIGNED0x00020000 /* Automatically signed by the linker */#defineCS_ALLOWED_MACHO (CS_ADHOC | CS_HARD | CS_KILL | CS_CHECK_EXPIRATION | \CS_RESTRICT | CS_ENFORCEMENT | CS_REQUIRE_LV | CS_RUNTIME | CS_LINKER_SIGNED)#defineCS_EXEC_SET_HARD0x00100000 /* set CS_HARD on any exec'ed process */#defineCS_EXEC_SET_KILL0x00200000 /* set CS_KILL on any exec'ed process */#defineCS_EXEC_SET_ENFORCEMENT0x00400000 /* set CS_ENFORCEMENT on any exec'ed process */#defineCS_EXEC_INHERIT_SIP0x00800000 /* set CS_INSTALLER on any exec'ed process */#defineCS_KILLED0x01000000 /* was killed by kernel for invalidity */#defineCS_NO_UNTRUSTED_HELPERS0x02000000 /* kernel did not load a non-platform-binary dyld or Rosetta runtime */#defineCS_DYLD_PLATFORM CS_NO_UNTRUSTED_HELPERS /* old name */#defineCS_PLATFORM_BINARY0x04000000 /* this is a platform binary */#defineCS_PLATFORM_PATH0x08000000 /* platform binary by the fact of path (osx only) */#define CS_DEBUGGED 0x10000000 /* process is currently or has previously been debugged and allowed to run with invalid pages */
#defineCS_SIGNED0x20000000 /* process has a signature (may have gone invalid) */#define CS_DEV_CODE 0x40000000 /* code is dev signed, cannot be loaded into prod signed code (will go away with rdar://problem/28322552) */
#defineCS_DATAVAULT_CONTROLLER0x80000000 /* has Data Vault controller entitlement */#define CS_ENTITLEMENT_FLAGS (CS_GET_TASK_ALLOW | CS_INSTALLER | CS_DATAVAULT_CONTROLLER | CS_NVRAM_UNRESTRICTED)
Zauważ, że funkcja exec_mach_imgact może również dynamicznie dodawać flagi CS_EXEC_* podczas uruchamiania wykonania.
Wymagania dotyczące podpisu kodu
Każda aplikacja przechowuje wymagania, które musi spełniać, aby mogła być uruchomiona. Jeśli wymagania aplikacji nie są spełnione, nie zostanie ona uruchomiona (prawdopodobnie została zmieniona).
Wymagania binarne używają specjalnej gramatyki, która jest strumieniem wyrażeń i są kodowane jako blob za pomocą 0xfade0c00 jako magii, której hash jest przechowywany w specjalnym slocie kodu.
Wymagania binarne można zobaczyć, uruchamiając:
codesign-d-r-/bin/lsExecutable=/bin/lsdesignated =>identifier"com.apple.ls"andanchorapplecodesign-d-r-/Applications/Signal.app/Executable=/Applications/Signal.app/Contents/MacOS/Signaldesignated => identifier "org.whispersystems.signal-desktop" and anchor apple generic and certificate 1[field.1.2.840.113635.100.6.2.6] /* exists */ and certificate leaf[field.1.2.840.113635.100.6.1.13] /* exists */ and certificate leaf[subject.OU] = U68MSDN6DR
Zauważ, jak te podpisy mogą sprawdzać takie rzeczy jak informacje o certyfikacie, TeamID, identyfikatory, uprawnienia i wiele innych danych.
Ponadto możliwe jest generowanie skompilowanych wymagań za pomocą narzędzia csreq:
# Generate compiled requirementscsreq -b /tmp/output.csreq -r='identifier "org.whispersystems.signal-desktop" and anchor apple generic and certificate 1[field.1.2.840.113635.100.6.2.6] /* exists */ and certificate leaf[field.1.2.840.113635.100.6.1.13] /* exists */ and certificate leaf[subject.OU] = U68MSDN6DR'
# Get the compiled bytesod-Ax-tx1/tmp/output.csreq0000000fade0c00000000b000000001000000060000010000000060000000600000006000000020000020000000216f72672e7768697370657273[...]
Możliwe jest uzyskanie dostępu do tych informacji oraz tworzenie lub modyfikowanie wymagań za pomocą niektórych interfejsów API z Security.framework, takich jak:
Sprawdzanie ważności
Sec[Static]CodeCheckValidity: Sprawdza ważność SecCodeRef według wymagań.
SecRequirementEvaluate: Waliduje wymaganie w kontekście certyfikatu.
SecTaskValidateForRequirement: Waliduje działający SecTask w odniesieniu do wymagań CFString.
Tworzenie i zarządzanie wymaganiami kodu
SecRequirementCreateWithData: Tworzy SecRequirementRef z danych binarnych reprezentujących wymaganie.
SecRequirementCreateWithString: Tworzy SecRequirementRef z wyrażenia tekstowego wymagania.
SecRequirementCopy[Data/String]: Pobiera binarną reprezentację danych SecRequirementRef.
SecRequirementCreateGroup: Tworzy wymaganie dla członkostwa w grupie aplikacji.
Uzyskiwanie informacji o podpisywaniu kodu
SecStaticCodeCreateWithPath: Inicjalizuje obiekt SecStaticCodeRef z ścieżki systemu plików do inspekcji podpisów kodu.
SecCodeCopySigningInformation: Uzyskuje informacje o podpisie z SecCodeRef lub SecStaticCodeRef.
Modyfikowanie wymagań kodu
SecCodeSignerCreate: Tworzy obiekt SecCodeSignerRef do wykonywania operacji podpisywania kodu.
SecCodeSignerSetRequirement: Ustala nowe wymaganie dla podpisującego kod, które ma być zastosowane podczas podpisywania.
SecCodeSignerAddSignature: Dodaje podpis do kodu, który jest podpisywany przez określonego podpisującego.
Walidacja kodu z wymaganiami
SecStaticCodeCheckValidity: Waliduje obiekt kodu statycznego w odniesieniu do określonych wymagań.
Dodatkowe przydatne interfejsy API
SecCodeCopy[Internal/Designated]Requirement: Uzyskaj SecRequirementRef z SecCodeRef
SecCodeCopyGuestWithAttributes: Tworzy SecCodeRef reprezentujący obiekt kodu na podstawie określonych atrybutów, przydatne do sandboxingu.
SecCodeCopyPath: Pobiera ścieżkę systemu plików powiązaną z SecCodeRef.
SecCodeCopySigningIdentifier: Uzyskuje identyfikator podpisu (np. Team ID) z SecCodeRef.
SecCodeGetTypeID: Zwraca identyfikator typu dla obiektów SecCodeRef.
kSecCSDefaultFlags: Domyślne flagi używane w wielu funkcjach Security.framework do operacji podpisywania kodu.
kSecCSSigningInformation: Flaga używana do określenia, że informacje o podpisie powinny być pobrane.
Egzekwowanie podpisu kodu
Jądro to to, które sprawdza podpis kodu przed zezwoleniem na wykonanie kodu aplikacji. Ponadto, jednym ze sposobów na możliwość pisania i wykonywania nowego kodu w pamięci jest nadużycie JIT, jeśli mprotect jest wywoływane z flagą MAP_JIT. Należy zauważyć, że aplikacja potrzebuje specjalnego uprawnienia, aby móc to zrobić.
cs_blobs & cs_blob
cs_blob struktura zawiera informacje o uprawnieniach działającego procesu. csb_platform_binary informuje również, czy aplikacja jest binarną platformą (co jest sprawdzane w różnych momentach przez system operacyjny w celu zastosowania mechanizmów zabezpieczeń, takich jak ochrona praw SEND do portów zadań tych procesów).
struct cs_blob {struct cs_blob *csb_next;vnode_t csb_vnode;void*csb_ro_addr;__xnu_struct_group(cs_cpu_info, csb_cpu_info, {cpu_type_t csb_cpu_type;cpu_subtype_t csb_cpu_subtype;});__xnu_struct_group(cs_signer_info, csb_signer_info, {unsignedint csb_flags;unsignedint csb_signer_type;});off_t csb_base_offset; /* Offset of Mach-O binary in fat binary */off_t csb_start_offset; /* Blob coverage area start, from csb_base_offset */off_t csb_end_offset; /* Blob coverage area end, from csb_base_offset */vm_size_t csb_mem_size;vm_offset_t csb_mem_offset;void*csb_mem_kaddr;unsignedchar csb_cdhash[CS_CDHASH_LEN];conststruct cs_hash *csb_hashtype;#ifCONFIG_SUPPLEMENTAL_SIGNATURESunsignedchar csb_linkage[CS_CDHASH_LEN];conststruct cs_hash *csb_linkage_hashtype;#endifint csb_hash_pageshift;int csb_hash_firstlevel_pageshift; /* First hash this many bytes, then hash the hashes together */const CS_CodeDirectory *csb_cd;constchar*csb_teamid;#ifCONFIG_SUPPLEMENTAL_SIGNATURESchar*csb_supplement_teamid;#endifconst CS_GenericBlob *csb_entitlements_blob; /* raw blob, subrange of csb_mem_kaddr */const CS_GenericBlob *csb_der_entitlements_blob; /* raw blob, subrange of csb_mem_kaddr *//** OSEntitlements pointer setup by AMFI. This is PAC signed in addition to the* cs_blob being within RO-memory to prevent modifications on the temporary stack* variable used to setup the blob.*/void*XNU_PTRAUTH_SIGNED_PTR("cs_blob.csb_entitlements") csb_entitlements;unsignedint csb_reconstituted; /* signature has potentially been modified after validation */__xnu_struct_group(cs_blob_platform_flags, csb_platform_flags, {/* The following two will be replaced by the csb_signer_type. */unsignedint csb_platform_binary:1;unsignedint csb_platform_path:1;});/* Validation category used for TLE */unsignedint csb_validation_category;#ifCODE_SIGNING_MONITORvoid*XNU_PTRAUTH_SIGNED_PTR("cs_blob.csb_csm_obj") csb_csm_obj;bool csb_csm_managed;#endif};
