Mach-o бінарні файли містять команду завантаження під назвою LC_CODE_SIGNATURE, яка вказує на зсув та розмір підписів всередині бінарного файлу. Насправді, використовуючи графічний інструмент MachOView, можна знайти в кінці бінарного файлу секцію під назвою Code Signature з цією інформацією:
Магічний заголовок підпису коду - 0xFADE0CC0. Потім ви отримуєте інформацію, таку як довжина та кількість блобів суперBlob, які їх містять.
Цю інформацію можна знайти в джерельному коді тут:
/** 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)));
Звичайні об'єкти, що містяться, - це Директорія коду, Вимоги та Права, а також Криптографічний Повідомлення Синтаксису (CMS).
Більше того, зверніть увагу, як дані, закодовані в об'єктах, закодовані в Big Endian.
Більше того, підписи можуть бути відокремлені від бінарних файлів і зберігатися в /var/db/DetachedSignatures (використовується 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)));
Зверніть увагу, що існують різні версії цієї структури, де старі можуть містити менше інформації.
Сторінки підпису коду
Хешування повного бінарного файлу було б неефективним і навіть марним, якщо він завантажений в пам'ять лише частково. Тому підпис коду насправді є хешем хешів, де кожна бінарна сторінка хешується окремо.
Насправді, у попередньому коді Code Directory ви можете побачити, що розмір сторінки вказано в одному з його полів. Більше того, якщо розмір бінарного файлу не є кратним розміру сторінки, поле CodeLimit вказує, де закінчується підпис.
# 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
Зверніть увагу, що програми можуть також містити entitlement blob, де визначені всі права. Більше того, деякі бінарні файли iOS можуть мати свої права, специфічні в спеціальному слоті -7 (замість у спеціальному слоті -5).
Special Slots
MacOS програми не мають всього необхідного для виконання всередині бінарного файлу, але також використовують зовнішні ресурси (зазвичай всередині bundle програми). Тому в бінарному файлі є деякі слоти, які міститимуть хеші деяких цікавих зовнішніх ресурсів, щоб перевірити, чи не були вони змінені.
Насправді, в структурах Code Directory можна побачити параметр під назвою nSpecialSlots, що вказує на кількість спеціальних слотів. Спеціального слота 0 немає, а найпоширеніші (з -1 до -6) це:
Хеш info.plist (або той, що всередині __TEXT.__info__plist).
Хеш вимог
Хеш каталогу ресурсів (хеш файлу _CodeSignature/CodeResources всередині bundle).
Специфічний для програми (не використовується)
Хеш прав
Тільки DMG підписи коду
DER Entitlements
Code Signing Flags
Кожен процес має пов'язану бітову маску, відому як status, яка ініціюється ядром, і деякі з них можуть бути переопределені підписом коду. Ці прапори, які можуть бути включені в підпис коду, визначені в коді:
/* 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)
Note that the function exec_mach_imgact can also add the CS_EXEC_* flags dynamically when starting the execution.
Вимоги до підпису коду
Кожен додаток зберігає деякі вимоги, які він повинен виконати, щоб мати можливість виконуватися. Якщо додаток містить вимоги, які не виконуються додатком, він не буде виконаний (оскільки, ймовірно, був змінений).
Вимоги бінарного файлу використовують спеціальну граматику, яка є потоком виразів і кодуються як блоби, використовуючи 0xfade0c00 як магічне число, чий хеш зберігається в спеціальному слоті коду.
Вимоги бінарного файлу можна побачити, запустивши:
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
Зверніть увагу, як ці підписи можуть перевіряти такі речі, як інформація про сертифікацію, TeamID, ID, права доступу та багато інших даних.
Крім того, можливо згенерувати деякі скомпільовані вимоги, використовуючи інструмент 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[...]
Можливо отримати цю інформацію та створити або змінити вимоги за допомогою деяких API з Security.framework, таких як:
Перевірка дійсності
Sec[Static]CodeCheckValidity: Перевіряє дійсність SecCodeRef відповідно до вимоги.
SecRequirementEvaluate: Валідовує вимогу в контексті сертифіката.
SecTaskValidateForRequirement: Валідовує запущений SecTask відповідно до вимоги CFString.
Створення та управління вимогами коду
SecRequirementCreateWithData: Створює SecRequirementRef з бінарних даних, що представляють вимогу.
SecRequirementCreateWithString: Створює SecRequirementRef з рядкового виразу вимоги.
SecRequirementCopy[Data/String]: Отримує бінарне представлення SecRequirementRef.
SecRequirementCreateGroup: Створює вимогу для членства в групі додатків.
Доступ до інформації про підпис коду
SecStaticCodeCreateWithPath: Ініціалізує об'єкт SecStaticCodeRef з файлового шляху для перевірки підписів коду.
SecCodeCopySigningInformation: Отримує інформацію про підпис з SecCodeRef або SecStaticCodeRef.
Модифікація вимог коду
SecCodeSignerCreate: Створює об'єкт SecCodeSignerRef для виконання операцій підпису коду.
SecCodeSignerSetRequirement: Встановлює нову вимогу для підписувача коду, яку потрібно застосувати під час підпису.
SecCodeSignerAddSignature: Додає підпис до коду, що підписується, з вказаним підписувачем.
Валідування коду з вимогами
SecStaticCodeCheckValidity: Валідовує статичний об'єкт коду відповідно до вказаних вимог.
Додаткові корисні API
SecCodeCopy[Internal/Designated]Requirement: Отримати SecRequirementRef з SecCodeRef
SecCodeCopyGuestWithAttributes: Створює SecCodeRef, що представляє об'єкт коду на основі специфічних атрибутів, корисно для пісочниці.
SecCodeCopyPath: Отримує файловий шлях, пов'язаний з SecCodeRef.
SecCodeCopySigningIdentifier: Отримує ідентифікатор підпису (наприклад, Team ID) з SecCodeRef.
SecCodeGetTypeID: Повертає ідентифікатор типу для об'єктів SecCodeRef.
SecRequirementGetTypeID: Отримує CFTypeID SecRequirementRef.
Прапори та константи підпису коду
kSecCSDefaultFlags: Значення за замовчуванням, що використовуються в багатьох функціях Security.framework для операцій підпису коду.
kSecCSSigningInformation: Прапор, що використовується для вказівки на те, що інформацію про підпис слід отримати.
Виконання підпису коду
Ядро є тим, хто перевіряє підпис коду перед тим, як дозволити виконання коду додатка. Більше того, один зі способів мати можливість записувати та виконувати новий код в пам'яті - це зловживання JIT, якщо mprotect викликано з прапором MAP_JIT. Зверніть увагу, що додаток потребує спеціального права, щоб мати можливість це робити.
cs_blobs & cs_blob
cs_blob структура містить інформацію про права виконання процесу. csb_platform_binary також інформує, чи є додаток платформним бінарним файлом (що перевіряється в різні моменти операційною системою для застосування механізмів безпеки, таких як захист прав SEND до портів завдань цих процесів).
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};
