macOS Kernel & System Extensions
Kernel ya XNU
Msingi wa macOS ni XNU, ambayo inasimama kwa "X is Not Unix". Kernel huu kimsingi unaundwa na Mach microkernel (itakayojadiliwa baadaye), na vipengele kutoka kwa Usambazaji wa Programu wa Berkeley (BSD). XNU pia hutoa jukwaa kwa madereva ya kernel kupitia mfumo unaoitwa I/O Kit. Kernel ya XNU ni sehemu ya mradi wa chanzo wazi wa Darwin, ambao maana yake ni kwamba mikodisho yake inapatikana bure.
Kutoka mtazamo wa mtafiti wa usalama au mwendelezaji wa Unix, macOS inaweza kuonekana kama kama mfumo wa FreeBSD na GUI ya kupendeza na programu nyingi za desturi. Programu nyingi zilizoendelezwa kwa BSD zitakusanyika na kukimbia kwenye macOS bila kuhitaji marekebisho, kwani zana za mstari wa amri zinazofahamika kwa watumiaji wa Unix zote zinapatikana kwenye macOS. Hata hivyo, kwa sababu kernel ya XNU inajumuisha Mach, kuna tofauti kubwa kati ya mfumo wa Unix wa jadi na macOS, na tofauti hizi zinaweza kusababisha masuala au kutoa faida za kipekee.
Toleo la chanzo wazi la XNU: https://opensource.apple.com/source/xnu/
Mach
Mach ni microkernel iliyoundwa kuwa inayoweza kufanya kazi kama UNIX. Moja ya kanuni muhimu za kubuni kwake ilikuwa kupunguza idadi ya mikodisho inayofanya kazi katika nafasi ya kernel na badala yake kuruhusu kazi nyingi za kernel za kawaida, kama mfumo wa faili, mtandao, na I/O, zifanye kazi kama kazi za kiwango cha mtumiaji.
Katika XNU, Mach ni mwenye jukumu la shughuli nyingi muhimu za kiwango cha chini ambazo kernel kawaida hushughulikia, kama ratiba ya processor, multitasking, na usimamizi wa kumbukumbu ya kielezo.
BSD
Kernel ya XNU pia inajumuisha kiasi kikubwa cha mikodisho inayotokana na mradi wa FreeBSD. Mikodisho hii inaendeshwa kama sehemu ya kernel pamoja na Mach, katika nafasi ile ile ya anwani. Hata hivyo, mikodisho ya FreeBSD ndani ya XNU inaweza kutofautiana sana na mikodisho ya FreeBSD ya asili kwa sababu marekebisho yalihitajika ili kuhakikisha utangamano wake na Mach. FreeBSD inachangia katika shughuli nyingi za kernel ikiwa ni pamoja na:
Usimamizi wa mchakato
Kusindika ishara
Mbinu za msingi za usalama, ikiwa ni pamoja na usimamizi wa mtumiaji na kikundi
Miundombinu ya wito wa mfumo
Mtandao wa TCP/IP na soketi
Firewall na uchujaji wa pakiti
Kuelewa mwingiliano kati ya BSD na Mach kunaweza kuwa ngumu, kutokana na mifumo yao tofauti ya dhana. Kwa mfano, BSD hutumia michakato kama kitengo chake cha msingi cha utekelezaji, wakati Mach hufanya kazi kulingana na nyuzi. Tofauti hii inapatikana katika XNU kwa kuhusisha kila mchakato wa BSD na kazi ya Mach ambayo ina nyuzi moja ya Mach. Wakati wito wa mfumo wa BSD's fork() unapotumiwa, mikodisho ya BSD ndani ya kernel hutumia kazi za Mach kuunda muundo wa kazi na nyuzi.
Zaidi ya hayo, Mach na BSD kila moja ina mifano tofauti ya usalama: mifano ya usalama ya Mach inategemea haki za bandari, wakati mifano ya usalama ya BSD inafanya kazi kulingana na umiliki wa mchakato. Tofauti kati ya mifano hii mara nyingine zimepelekea udhaifu wa kufikia mamlaka ya ndani. Mbali na wito wa mfumo wa kawaida, kuna pia mtego wa Mach unaoruhusu programu za nafasi ya mtumiaji kuingiliana na kernel. Vipengele tofauti hivi pamoja hufanya muundo wa kernel wa macOS kuwa wa tabaka nyingi, wa kipekee.
I/O Kit - Madereva
I/O Kit ni mfumo wa dereva wa kifaa ulio na msingi wa vitu wa chanzo wazi katika kernel ya XNU, unashughulikia madereva ya kifaa yaliyopakiwa kwa kudhamini. Inaruhusu msimbo wa moduli kuongezwa kwa kernel mara moja, ikisaidia vifaa mbalimbali.
pagemacOS IOKitIPC - Mawasiliano kati ya Michakato
pagemacOS IPC - Inter Process CommunicationKernelcache
Kernelcache ni toleo lililopangwa mapema na kuhusishwa mapema la kernel ya XNU, pamoja na madereva muhimu ya kifaa na mipanuzi ya kernel. Huhifadhiwa katika muundo uliopunguzwa na hupanuliwa kumbukumbu wakati wa mchakato wa kuanza. Kernelcache inarahisisha muda wa kuanza haraka kwa kuwa na toleo tayari la kukimbia la kernel na madereva muhimu inapatikana, kupunguza muda na rasilimali ambazo zingetumiwa kwa kudhamini na kuunganisha sehemu hizi wakati wa kuanza.
Katika iOS inapatikana katika /System/Library/Caches/com.apple.kernelcaches/kernelcache katika macOS unaweza kuipata kwa kutumia find / -name kernelcache 2>/dev/null au mdfind kernelcache | grep kernelcache
Inawezekana kukimbia kextstat kuchunguza mipanuzi ya kernel iliyopakiwa.
IMG4
Muundo wa faili wa IMG4 ni muundo wa chombo kinachotumiwa na Apple kwenye vifaa vyake vya iOS na macOS kwa kuhifadhi na kuthibitisha kwa usalama vipengele vya firmware (kama kernelcache). Muundo wa IMG4 unajumuisha kichwa na vitambulisho kadhaa ambavyo vinajumuisha vipande tofauti vya data ikiwa ni pamoja na mzigo halisi (kama kernel au bootloader), saini, na seti ya mali ya maelezo. Muundo huu unathibitisha kwa kutumia kriptografia, kuruhusu kifaa kuthibitisha uhalali na usahihi wa kipengele cha firmware kabla ya kukitekeleza.
Kawaida inajumuisha vipengele vifuatavyo:
Mzigo (IM4P):
Mara nyingi imepakwa (LZFSE4, LZSS, …)
Kwa hiari imefichwa
Maelezo (IM4M):
Ina Saini
Kamusi ya Ziada ya Funguo/Thamani
Maelezo ya Kurejesha (IM4R):
Inajulikana kama APNonce
Inazuia kurudia baadhi ya sasisho
KWA HIARI: Kawaida hii haipatikani
Fungua Kernelcache:
Alama za Kernelcache
Wakati mwingine Apple hutoa kernelcache na alama. Unaweza kupakua baadhi ya firmwares zenye alama kwa kufuata viungo kwenye https://theapplewiki.com.
IPSW
Hizi ni firmwares za Apple unazoweza kupakua kutoka https://ipsw.me/. Miongoni mwa faili nyingine, italeta kernelcache. Kuweza kutoa faili hizo, unaweza tu kuzifungua kwa kutumia unzip.
Baada ya kutoa faili ya firmware utapata faili kama: kernelcache.release.iphone14. Iko katika muundo wa IMG4, unaweza kutoa habari muhimu kwa kutumia:
Unaweza kuangalia alama zilizochimbuliwa za kernelcache kwa: nm -a kernelcache.release.iphone14.e | wc -l
Kwa hili sasa tunaweza kuchimba vitu vyote vya nyongeza au kile unachovutiwa nacho:
Vifurushi vya Kernel vya macOS
macOS ni kali sana katika kupakia Vifurushi vya Kernel (.kext) kwa sababu ya mamlaka kubwa ambayo nambari itaendeshwa nayo. Kwa kweli, kwa chaguo-msingi ni karibu haiwezekani (isipokuwa kama njia ya kuepuka inapatikana).
pagemacOS Kernel ExtensionsVifurushi vya Mfumo wa macOS
Badala ya kutumia Vifurushi vya Kernel, macOS iliunda Vifurushi vya Mfumo, ambavyo hutoa APIs kwenye kiwango cha mtumiaji kuingiliana na kernel. Kwa njia hii, wabunifu wanaweza kuepuka kutumia vifurushi vya kernel.
pagemacOS System ExtensionsMarejeo
Last updated