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macOS SIP

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Informações Básicas

A Proteção de Integridade do Sistema (SIP) no macOS é um mecanismo projetado para impedir que até mesmo os usuários mais privilegiados façam alterações não autorizadas em pastas-chave do sistema. Este recurso desempenha um papel crucial na manutenção da integridade do sistema, restringindo ações como adicionar, modificar ou excluir arquivos em áreas protegidas. As pastas principais protegidas pelo SIP incluem:

  • /System

  • /bin

  • /sbin

  • /usr

As regras que governam o comportamento do SIP são definidas no arquivo de configuração localizado em /System/Library/Sandbox/rootless.conf. Dentro deste arquivo, os caminhos que são precedidos por um asterisco (*) são denotados como exceções às restrições rigorosas do SIP.

Considere o exemplo abaixo:

/usr
* /usr/libexec/cups
* /usr/local
* /usr/share/man

Este trecho implica que, embora o SIP geralmente proteja o /usr diretório, existem subdiretórios específicos (/usr/libexec/cups, /usr/local e /usr/share/man) onde modificações são permitidas, conforme indicado pelo asterisco (*) que precede seus caminhos.

Para verificar se um diretório ou arquivo está protegido pelo SIP, você pode usar o ls -lOd comando para verificar a presença da flag restricted ou sunlnk. Por exemplo:

ls -lOd /usr/libexec/cups
drwxr-xr-x  11 root  wheel  sunlnk 352 May 13 00:29 /usr/libexec/cups

Neste caso, a flag sunlnk significa que o diretório /usr/libexec/cups em si não pode ser deletado, embora arquivos dentro dele possam ser criados, modificados ou deletados.

Por outro lado:

ls -lOd /usr/libexec
drwxr-xr-x  338 root  wheel  restricted 10816 May 13 00:29 /usr/libexec

Aqui, a flag restricted indica que o diretório /usr/libexec é protegido pelo SIP. Em um diretório protegido pelo SIP, arquivos não podem ser criados, modificados ou excluídos.

Além disso, se um arquivo contém o atributo com.apple.rootless como atributo estendido, esse arquivo também será protegido pelo SIP.

Observe que o hook Sandbox hook_vnode_check_setextattr impede qualquer tentativa de modificar o atributo estendido com.apple.rootless.

O SIP também limita outras ações de root como:

  • Carregar extensões de kernel não confiáveis

  • Obter portas de tarefa para processos assinados pela Apple

  • Modificar variáveis NVRAM

  • Permitir depuração de kernel

As opções são mantidas na variável nvram como um bitflag (csr-active-config em Intel e lp-sip0 é lido da Device Tree inicializada para ARM). Você pode encontrar as flags no código-fonte do XNU em csr.sh:

Status do SIP

Você pode verificar se o SIP está habilitado em seu sistema com o seguinte comando:

csrutil status

Se você precisar desativar o SIP, deve reiniciar seu computador no modo de recuperação (pressionando Command+R durante a inicialização), em seguida, execute o seguinte comando:

csrutil disable

Se você deseja manter o SIP ativado, mas remover as proteções de depuração, pode fazê-lo com:

csrutil enable --without debug

Outras Restrições

  • Desabilita o carregamento de extensões de kernel não assinadas (kexts), garantindo que apenas extensões verificadas interajam com o kernel do sistema.

  • Previne a depuração de processos do sistema macOS, protegendo componentes centrais do sistema contra acesso e modificação não autorizados.

  • Inibe ferramentas como dtrace de inspecionar processos do sistema, protegendo ainda mais a integridade da operação do sistema.

Saiba mais sobre informações do SIP nesta palestra.

Direitos Relacionados ao SIP

  • com.apple.rootless.xpc.bootstrap: Controlar launchd

  • com.apple.rootless.install[.heritable]: Acesso ao sistema de arquivos

  • com.apple.rootless.kext-management: kext_request

  • com.apple.rootless.datavault.controller: Gerenciar UF_DATAVAULT

  • com.apple.rootless.xpc.bootstrap: Capacidades de configuração do XPC

  • com.apple.rootless.xpc.effective-root: Root via launchd XPC

  • com.apple.rootless.restricted-block-devices: Acesso a dispositivos de bloco brutos

  • com.apple.rootless.internal.installer-equivalent: Acesso irrestrito ao sistema de arquivos

  • com.apple.rootless.restricted-nvram-variables[.heritable]: Acesso total ao NVRAM

  • com.apple.rootless.storage.label: Modificar arquivos restritos pelo xattr com.apple.rootless com o rótulo correspondente

  • com.apple.rootless.volume.VM.label: Manter a troca de VM no volume

Bypasses do SIP

Contornar o SIP permite que um atacante:

  • Acesse Dados do Usuário: Leia dados sensíveis do usuário, como e-mails, mensagens e histórico do Safari de todas as contas de usuário.

  • Bypass do TCC: Manipule diretamente o banco de dados TCC (Transparência, Consentimento e Controle) para conceder acesso não autorizado à webcam, microfone e outros recursos.

  • Estabeleça Persistência: Coloque malware em locais protegidos pelo SIP, tornando-o resistente à remoção, mesmo por privilégios de root. Isso também inclui a possibilidade de adulterar a Ferramenta de Remoção de Malware (MRT).

  • Carregue Extensões de Kernel: Embora existam salvaguardas adicionais, contornar o SIP simplifica o processo de carregamento de extensões de kernel não assinadas.

Pacotes de Instalador

Pacotes de instalador assinados com o certificado da Apple podem contornar suas proteções. Isso significa que mesmo pacotes assinados por desenvolvedores padrão serão bloqueados se tentarem modificar diretórios protegidos pelo SIP.

Arquivo SIP Inexistente

Uma possível brecha é que se um arquivo for especificado em rootless.conf mas não existir atualmente, ele pode ser criado. Malware poderia explorar isso para estabelecer persistência no sistema. Por exemplo, um programa malicioso poderia criar um arquivo .plist em /System/Library/LaunchDaemons se estiver listado em rootless.conf, mas não presente.

com.apple.rootless.install.heritable

O direito com.apple.rootless.install.heritable permite contornar o SIP

CVE-2019-8561

Foi descoberto que era possível trocar o pacote de instalador após o sistema verificar sua assinatura de código e então, o sistema instalaria o pacote malicioso em vez do original. Como essas ações eram realizadas por system_installd, isso permitiria contornar o SIP.

CVE-2020–9854

Se um pacote fosse instalado a partir de uma imagem montada ou unidade externa, o instalador executaria o binário daquele sistema de arquivos (em vez de um local protegido pelo SIP), fazendo system_installd executar um binário arbitrário.

CVE-2021-30892 - Shrootless

Pesquisadores deste post de blog descobriram uma vulnerabilidade no mecanismo de Proteção de Integridade do Sistema (SIP) do macOS, chamada de vulnerabilidade 'Shrootless'. Essa vulnerabilidade gira em torno do daemon system_installd, que possui um direito, com.apple.rootless.install.heritable, que permite que qualquer um de seus processos filhos contorne as restrições do sistema de arquivos do SIP.

O daemon system_installd instalará pacotes que foram assinados pela Apple.

Os pesquisadores descobriram que durante a instalação de um pacote assinado pela Apple (.pkg), system_installd executa quaisquer scripts pós-instalação incluídos no pacote. Esses scripts são executados pelo shell padrão, zsh, que automaticamente executa comandos do arquivo /etc/zshenv, se existir, mesmo em modo não interativo. Esse comportamento poderia ser explorado por atacantes: criando um arquivo /etc/zshenv malicioso e esperando que system_installd invocasse zsh, eles poderiam realizar operações arbitrárias no dispositivo.

Além disso, foi descoberto que /etc/zshenv poderia ser usado como uma técnica de ataque geral, não apenas para um bypass do SIP. Cada perfil de usuário tem um arquivo ~/.zshenv, que se comporta da mesma forma que /etc/zshenv, mas não requer permissões de root. Esse arquivo poderia ser usado como um mecanismo de persistência, sendo acionado toda vez que zsh inicia, ou como um mecanismo de elevação de privilégios. Se um usuário admin elevar para root usando sudo -s ou sudo <comando>, o arquivo ~/.zshenv seria acionado, efetivamente elevando para root.

CVE-2022-22583

Em CVE-2022-22583 foi descoberto que o mesmo processo system_installd ainda poderia ser abusado porque estava colocando o script pós-instalação dentro de uma pasta nomeada aleatoriamente protegida pelo SIP dentro de /tmp. O fato é que /tmp em si não é protegido pelo SIP, então era possível montar uma imagem virtual nele, então o instalador colocaria lá o script pós-instalação, desmontaria a imagem virtual, recriaria todas as pastas e adicionaria o script de pós-instalação com o payload a ser executado.

fsck_cs utility

Uma vulnerabilidade foi identificada onde fsck_cs foi induzido a corromper um arquivo crucial, devido à sua capacidade de seguir links simbólicos. Especificamente, atacantes criaram um link de /dev/diskX para o arquivo /System/Library/Extensions/AppleKextExcludeList.kext/Contents/Info.plist. Executar fsck_cs em /dev/diskX levou à corrupção de Info.plist. A integridade deste arquivo é vital para o SIP (Proteção de Integridade do Sistema) do sistema operacional, que controla o carregamento de extensões de kernel. Uma vez corrompido, a capacidade do SIP de gerenciar exclusões de kernel é comprometida.

Os comandos para explorar essa vulnerabilidade são:

ln -s /System/Library/Extensions/AppleKextExcludeList.kext/Contents/Info.plist /dev/diskX
fsck_cs /dev/diskX 1>&-
touch /Library/Extensions/
reboot

A exploração dessa vulnerabilidade tem implicações severas. O arquivo Info.plist, normalmente responsável por gerenciar permissões para extensões do kernel, torna-se ineficaz. Isso inclui a incapacidade de colocar certas extensões na lista negra, como AppleHWAccess.kext. Consequentemente, com o mecanismo de controle do SIP fora de ordem, essa extensão pode ser carregada, concedendo acesso não autorizado de leitura e gravação à RAM do sistema.

Montar sobre pastas protegidas pelo SIP

Foi possível montar um novo sistema de arquivos sobre pastas protegidas pelo SIP para contornar a proteção.

mkdir evil
# Add contento to the folder
hdiutil create -srcfolder evil evil.dmg
hdiutil attach -mountpoint /System/Library/Snadbox/ evil.dmg

Bypass do Upgrader (2016)

O sistema está configurado para inicializar a partir de uma imagem de disco do instalador incorporada dentro do Install macOS Sierra.app para atualizar o SO, utilizando a ferramenta bless. O comando utilizado é o seguinte:

/usr/sbin/bless -setBoot -folder /Volumes/Macintosh HD/macOS Install Data -bootefi /Volumes/Macintosh HD/macOS Install Data/boot.efi -options config="\macOS Install Data\com.apple.Boot" -label macOS Installer

A segurança deste processo pode ser comprometida se um atacante alterar a imagem de atualização (InstallESD.dmg) antes da inicialização. A estratégia envolve substituir um carregador dinâmico (dyld) por uma versão maliciosa (libBaseIA.dylib). Essa substituição resulta na execução do código do atacante quando o instalador é iniciado.

O código do atacante ganha controle durante o processo de atualização, explorando a confiança do sistema no instalador. O ataque prossegue alterando a imagem InstallESD.dmg via method swizzling, visando particularmente o método extractBootBits. Isso permite a injeção de código malicioso antes que a imagem do disco seja utilizada.

Além disso, dentro do InstallESD.dmg, há um BaseSystem.dmg, que serve como o sistema de arquivos raiz do código de atualização. Injetar uma biblioteca dinâmica nisso permite que o código malicioso opere dentro de um processo capaz de alterar arquivos em nível de OS, aumentando significativamente o potencial de comprometimento do sistema.

systemmigrationd (2023)

Nesta palestra do DEF CON 31, é mostrado como systemmigrationd (que pode contornar o SIP) executa um bash e um perl script, que podem ser abusados via variáveis de ambiente BASH_ENV e PERL5OPT.

CVE-2023-42860

Como detalhado neste post do blog, um script postinstall de pacotes InstallAssistant.pkg permitia a execução:

/usr/bin/chflags -h norestricted "${SHARED_SUPPORT_PATH}/SharedSupport.dmg"

e foi possível criar um symlink em ${SHARED_SUPPORT_PATH}/SharedSupport.dmg que permitiria a um usuário desbloquear qualquer arquivo, contornando a proteção SIP.

com.apple.rootless.install

A permissão com.apple.rootless.install permite contornar o SIP

A permissão com.apple.rootless.install é conhecida por contornar a Proteção de Integridade do Sistema (SIP) no macOS. Isso foi notavelmente mencionado em relação ao CVE-2022-26712.

Neste caso específico, o serviço XPC do sistema localizado em /System/Library/PrivateFrameworks/ShoveService.framework/Versions/A/XPCServices/SystemShoveService.xpc possui essa permissão. Isso permite que o processo relacionado contorne as restrições do SIP. Além disso, este serviço apresenta notavelmente um método que permite a movimentação de arquivos sem impor quaisquer medidas de segurança.

Instantâneas do Sistema Seladas

As Instantâneas do Sistema Seladas são um recurso introduzido pela Apple no macOS Big Sur (macOS 11) como parte de seu mecanismo de Proteção de Integridade do Sistema (SIP) para fornecer uma camada adicional de segurança e estabilidade do sistema. Elas são essencialmente versões somente leitura do volume do sistema.

Aqui está uma visão mais detalhada:

  1. Sistema Imutável: As Instantâneas do Sistema Seladas tornam o volume do sistema macOS "imutável", o que significa que não pode ser modificado. Isso impede quaisquer alterações não autorizadas ou acidentais no sistema que poderiam comprometer a segurança ou a estabilidade do sistema.

  2. Atualizações de Software do Sistema: Quando você instala atualizações ou upgrades do macOS, o macOS cria uma nova instantânea do sistema. O volume de inicialização do macOS então usa APFS (Apple File System) para alternar para essa nova instantânea. Todo o processo de aplicação de atualizações se torna mais seguro e confiável, pois o sistema pode sempre reverter para a instantânea anterior se algo der errado durante a atualização.

  3. Separação de Dados: Em conjunto com o conceito de separação de volume de Dados e Sistema introduzido no macOS Catalina, o recurso de Instantânea do Sistema Selada garante que todos os seus dados e configurações sejam armazenados em um volume separado "Dados". Essa separação torna seus dados independentes do sistema, o que simplifica o processo de atualizações do sistema e melhora a segurança do sistema.

Lembre-se de que essas instantâneas são gerenciadas automaticamente pelo macOS e não ocupam espaço adicional no seu disco, graças às capacidades de compartilhamento de espaço do APFS. Também é importante notar que essas instantâneas são diferentes das instantâneas do Time Machine, que são backups acessíveis ao usuário de todo o sistema.

Verificar Instantâneas

O comando diskutil apfs list lista os detalhes dos volumes APFS e seu layout:

+-- Container disk3 966B902E-EDBA-4775-B743-CF97A0556A13
|   ====================================================
|   Referência do Container APFS:     disk3
|   Tamanho (Capacidade Máxima):      494384795648 B (494.4 GB)
|   Capacidade Usada pelos Volumes:   219214536704 B (219.2 GB) (44.3% usado)
|   Capacidade Não Alocada:           275170258944 B (275.2 GB) (55.7% livre)
|   |
|   +-< Armazenamento Físico disk0s2 86D4B7EC-6FA5-4042-93A7-D3766A222EBE
|   |   -----------------------------------------------------------
|   |   Disco de Armazenamento Físico APFS:   disk0s2
|   |   Tamanho:                       494384795648 B (494.4 GB)
|   |
|   +-> Volume disk3s1 7A27E734-880F-4D91-A703-FB55861D49B7
|   |   ---------------------------------------------------
|   |   Disco de Volume APFS (Função):   disk3s1 (Sistema)
|   |   Nome:                      Macintosh HD (Sem diferenciação entre maiúsculas e minúsculas)
|   |   Ponto de Montagem:               /System/Volumes/Update/mnt1
|   |   Capacidade Consumida:         12819210240 B (12.8 GB)
|   |   Selado:                    Quebrado
|   |   FileVault:                 Sim (Desbloqueado)
|   |   Criptografado:                 Não
|   |   |
|   |   Instantânea:                  FAA23E0C-791C-43FF-B0E7-0E1C0810AC61
|   |   Disco da Instantânea:             disk3s1s1
|   |   Ponto de Montagem da Instantânea:      /
|   |   Instantânea Selada:           Sim
[...]
+-> Volume disk3s5 281959B7-07A1-4940-BDDF-6419360F3327
|   ---------------------------------------------------
|   Disco de Volume APFS (Função):   disk3s5 (Dados)
|   Nome:                      Macintosh HD - Dados (Sem diferenciação entre maiúsculas e minúsculas)
    |   Ponto de Montagem:               /System/Volumes/Data
    |   Capacidade Consumida:         412071784448 B (412.1 GB)
    |   Selado:                    Não
|   FileVault:                 Sim (Desbloqueado)

Na saída anterior, é possível ver que locais acessíveis ao usuário estão montados em /System/Volumes/Data.

Além disso, a instantânea do volume do sistema macOS está montada em / e está selada (assinada criptograficamente pelo OS). Portanto, se o SIP for contornado e modificado, o OS não inicializará mais.

Também é possível verificar se o selo está habilitado executando:

csrutil authenticated-root status
Authenticated Root status: enabled

Além disso, o disco de instantâneo também é montado como somente leitura:

mount
/dev/disk3s1s1 on / (apfs, sealed, local, read-only, journaled)
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