macOS Kernel & System Extensions
XNU Kernel
Die kern van macOS is XNU, wat staan vir "X is Not Unix". Hierdie kernel is fundamenteel saamgestel uit die Mach mikrokernel (wat later bespreek sal word), en elemente van die Berkeley Software Distribution (BSD). XNU bied ook 'n platform vir kernbestuurders deur 'n stelsel genaamd die I/O Kit. Die XNU-kernel is deel van die Darwin oopbronprojek, wat beteken sy bronkode is vrylik toeganklik.
Vanuit die oogpunt van 'n sekuriteitsnavorsers of 'n Unix-ontwikkelaar, kan macOS redelik soortgelyk voel aan 'n FreeBSD-sisteem met 'n elegante GUI en 'n verskeidenheid aangepaste toepassings. Die meeste toepassings wat vir BSD ontwikkel is, sal op macOS kompileer en loop sonder dat aanpassings nodig is, aangesien die opdraglynwerktuie wat bekend is aan Unix-gebruikers almal teenwoordig is in macOS. Tog, omdat die XNU-kernel Mach inkorporeer, is daar enkele beduidende verskille tussen 'n tradisionele Unix-soortgelyke stelsel en macOS, en hierdie verskille kan potensiële probleme veroorsaak of unieke voordele bied.
Oopbronweergawe van XNU: https://opensource.apple.com/source/xnu/
Mach
Mach is 'n mikrokernel wat ontwerp is om UNIX-kompatibel te wees. Een van sy sleutelontwerpbeginsels was om die hoeveelheid kode wat in die kern-ruimte hardloop, te minimeer en eerder baie tipiese kernfunksies, soos lêersisteem, netwerk en I/O, toe te laat om as gebruikersvlaktake te hardloop.
In XNU is Mach verantwoordelik vir baie van die kritieke laevlak-operasies wat 'n kernel tipies hanteer, soos prosessorbeplanning, multitasking en virtuele geheuebestuur.
BSD
Die XNU kernel inkorporeer ook 'n aansienlike hoeveelheid kode wat afgelei is van die FreeBSD-projek. Hierdie kode hardloop as deel van die kernel saam met Mach, in dieselfde adresruimte. Nietemin, die FreeBSD-kode binne XNU kan aansienlik verskil van die oorspronklike FreeBSD-kode omdat aanpassings nodig was om sy verenigbaarheid met Mach te verseker. FreeBSD dra by tot baie kernoperasies insluitend:
Prosesbestuur
Seinhantering
Basiese sekuriteitsmeganismes, insluitend gebruiker- en groepbestuur
Stelseloproep-infrastruktuur
TCP/IP-stapel en sokkels
Brandmuur en pakkiefiltrasie
Die begrip van die interaksie tussen BSD en Mach kan kompleks wees, as gevolg van hul verskillende konseptuele raamwerke. Byvoorbeeld, BSD gebruik prosesse as sy fundamentele uitvoerende eenheid, terwyl Mach op drade gebaseer is. Hierdie teenstrydigheid word in XNU versoen deur elke BSD-proses te assosieer met 'n Mach-taak wat presies een Mach-draad bevat. Wanneer BSD se fork()-stelseloproep gebruik word, gebruik die BSD-kode binne die kernel Mach-funksies om 'n taak- en 'n draadstruktuur te skep.
Verder handhaaf Mach en BSD elk 'n verskillende sekuriteitsmodel: Mach se sekuriteitsmodel is gebaseer op poortregte, terwyl BSD se sekuriteitsmodel opereer op grond van prosesbeheer. Verskille tussen hierdie twee modelle het soms gelei tot plaaslike voorreg-escalatie-kwesbaarhede. Afgesien van tipiese stelseloproepe, is daar ook Mach-valle wat gebruikersruimteprogramme toelaat om met die kernel te interaksieer. Hierdie verskillende elemente vorm saam die veelsydige, hibriede argitektuur van die macOS-kernel.
I/O Kit - Bestuurders
Die I/O Kit is 'n oopbron, objekgeoriënteerde toestelbestuurder-raamwerk in die XNU-kernel, wat dinamies gelaaide toestelbestuurders hanteer. Dit maak dit moontlik om modulêre kode by die kernel by te voeg terwyl dit loop, wat 'n verskeidenheid hardeware ondersteun.
pagemacOS IOKitIPC - Interproseskommunikasie
pagemacOS IPC - Inter Process CommunicationKernelcache
Die kernelcache is 'n vooraf saamgestelde en vooraf gekoppelde weergawe van die XNU-kernel, saam met noodsaaklike toestel bestuurders en kernuitbreidings. Dit word in 'n gekomprimeerde formaat gestoor en word tydens die opstartproses in die geheue gedekomprimeer. Die kernelcache fasiliteer 'n vinniger opstartsproses deur 'n gereed-om-te-loop weergawe van die kernel en kritieke bestuurders beskikbaar te hê, wat die tyd en hulpbronne verminder wat andersins aan die dinamies laai en koppel van hierdie komponente tydens opstarttyd bestee sou word.
In iOS is dit geleë in /System/Library/Caches/com.apple.kernelcaches/kernelcache in macOS kan jy dit vind met find / -name kernelcache 2>/dev/null of mdfind kernelcache | grep kernelcache
Dit is moontlik om kextstat uit te voer om die gelaai kernuitbreidings te kontroleer.
IMG4
Die IMG4-lêerformaat is 'n houerformaat wat deur Apple in sy iOS- en macOS-toestelle gebruik word vir veilige berg en verifieer van firmware-komponente (soos kernelcache). Die IMG4-formaat sluit 'n kop en verskeie etikette in wat verskillende stukke data insluit, insluitend die werklike vrag (soos 'n kernel of aansitter), 'n handtekening, en 'n stel manifesteienskappe. Die formaat ondersteun kriptografiese verifikasie, wat die toestel in staat stel om die egtheid en integriteit van die firmware-komponent te bevestig voordat dit uitgevoer word.
Dit bestaan gewoonlik uit die volgende komponente:
Pakket (IM4P):
Dikwels saamgedruk (LZFSE4, LZSS, …)
Opsioneel versleutel
Manifest (IM4M):
Bevat Handtekening
Addisionele Sleutel/Waarde-woordeboek
Herstel Inligting (IM4R):
Ook bekend as APNonce
Voorkom herhaal van sommige opdaterings
FAKULTATIEF: Gewoonlik word dit nie gevind nie
Dekomprimeer die Kernelcache:
Kernelcache Simbole
Soms publiseer Apple kernelcache met simbole. Jy kan sommige firmwares met simbole aflaai deur die skakels op https://theapplewiki.com te volg.
IPSW
Dit is Apple firmwares wat jy kan aflaai vanaf https://ipsw.me/. Onder andere lêers bevat dit die kernelcache. Om die lêers te onttrek, kan jy dit net ontzip.
Nadat die firmware onttrek is, sal jy 'n lêer soos hierdie kry: kernelcache.release.iphone14. Dit is in IMG4-formaat, jy kan die interessante inligting onttrek met:
Jy kan die uitgepakte kernelcache vir simbole nagaan met: nm -a kernelcache.release.iphone14.e | wc -l
Met hierdie kan ons nou alle uitbreidings uithaal of die een waarin jy belangstel:
macOS Kernel-uitbreidings
macOS is baie beperkend om Kernel-uitbreidings (.kext) te laai vanweë die hoë voorregte waarmee kode sal hardloop. Eintlik is dit by verstek feitlik onmoontlik (tensy 'n omweg gevind word).
pagemacOS Kernel ExtensionsmacOS-stelseluitbreidings
In plaas daarvan om Kernel-uitbreidings te gebruik, het macOS die Stelseluitbreidings geskep, wat in gebruikersvlak-API's bied om met die kernel te kommunikeer. Op hierdie manier kan ontwikkelaars vermy om kernel-uitbreidings te gebruik.
pagemacOS System ExtensionsVerwysings
Last updated