Dylib注入&劫持总结

Dylib基础

先掌握一些 macOS 下的前置知识：

• macho

Mach-O (Mach Object 的缩写)是 IOS/macOS 下的原生可执行文件格式，可用于可执行文件、共享库、动态加载的代码等等。

• dylib

也被称为动态共享库、共享对象或动态链接库，简单来说 dylib 就是用于动态链接的库。

• Load commands

Mach-O文件由头(Header)、装载指令(Load Commands)和数据(Data)组成。这些加载命令在Mach-O文件加载解析时，被内核加载器或者动态链接器调用，这些加载命令指定了二进制文件的布局和链接特性（内存布局、主线程的初始执行状态、依赖的动态链接的名称等）。

使用MachOView查看装载指令

使用otool查看装载指令

LoadCommands基本的加载命令的数据结构如下：

struct load_command {
 uint32_t cmd;  /* type of load command  */
 uint32_t cmdsize; /* total size of command in bytes */
};

• cmd 字段代表当前加载命令的类型。
• cmdsize 字段代表当前加载命令的大小。

加载命令类型的定义在 mach-o/loader.h 中，以 LC 为前缀的；所有的这些加载命令由系统内核加载器直接使用，或由动态链接器处理。其中几个常见的加载命令有LC_SEGMENT、LC_LOAD_DYLINKER、LC_LOAD_DYLIB、LC_MAIN、LC_CODE_SIGNATURE、LC_ENCRYPTION_INFO 等。这里重点关注下 dylib 的加载，当cmd类型是LC_LOAD_DYLIB、LC_LOAD_WEAK_DYLIB与LC_REEXPORT_DYLIB 时，统一使用 dylib_command 结构体表示：

...
struct dylib_command {
 uint32_t cmd;  /* LC_ID_DYLIB, LC_LOAD_{,WEAK_}DYLIB,
        LC_REEXPORT_DYLIB */
 uint32_t cmdsize; /* includes pathname string */
 struct dylib dylib;  /* the library identification */
};
...
struct dylib {
    union lc_str  name;   /* library's path name */
    uint32_t timestamp;   /* library's build time stamp */
    uint32_t current_version;  /* library's current version number */
    uint32_t compatibility_version; /* library's compatibility vers number*/
};

“DYLD_INSERT_LIBRARIES”环境变量

在 macOS 中动态链接器在程序加载之前加载 DYLD_INSERT_LIBRARIES 此环境变量中指定的任何动态库，本质上是将动态库注入应用程序。写个例子测试一下：

• example.dylib

// clang -shared -framework Foundation example_dylib.m -o libexample.dylib
#import <Foundation/Foundation.h>
static void __attribute__((constructor)) initialize(void){
    NSLog(@"insert_dylib i'm here");
}

• hello.m

// clang -framework Foundation hello.m -o hello
#import <Foundation/Foundation.h>
int main(int argc, char **argv) {
    @autoreleasepool {
    NSLog(@"HelloWorld!");
    }
}

指定 libexample.dylib 并运行命令：$ DYLD_INSERT_LIBRARIES=./libexample.dylib ./hellolibexample.dylib 被提前加载执行，运行结果如下：

$ DYLD_INSERT_LIBRARIES=./libexample.dylib ./hello                                           
2022-11-20 21:06:06.397 hello[17898:473695] insert_dylib i'm here
2022-11-20 21:06:06.398 hello[17898:473695] HelloWorld!

“DYLD_INSERT_LIBRARIES”的限制

• Hardened Runtime

SIP&Hardened Runtime 通过防止某些类型的攻击（如代码注入、动态链接库 (DLL) 劫持和进程内存空间篡改）来保护软件的运行时完整性。

使用 codesign -dvvv xxx 查看MachO签名信息，runntime选项指为0x10000)，如图中的应用就不会加载&运行注入的dylib：

• Library Validation

验证每个加载dylib的签名，需要与主可执行文件相同的密钥进行签名的才能通过。Library Validation选项值为0x2000 。

“DYLD_INSERT_LIBRARIES”实例

MacOS Stored Credentials 文章中检测到 Microsoft Remote Desktop 并没有开启runtime利用DYLD_INSERT_LIBRARIES环境变量注入dylib，应用本身就有Keychain的访问权限直接能从钥匙串中检索密码：

Dylib劫持

DYLIB HIJACKING ON OS X - Patrick Wardle 文章详细介绍 dylib 劫持，这里就不再赘述，总结如下：

1. 对加载命令为 LC_LOAD_WEAK_DYLIB Dylib 进行劫持

什么是弱引用：dyld是macOS 上动态链接器，其运行原理在文章中有详细的描述。简单来说dylb在加载动态库时，如果动态库的加载命令为 LC_LOAD_WEAK_DYLIB 即使库缺失了也不会影响程序的加载和运行。

找到缺失库的路径并替换为恶意动态库：

@rpath 动态链接通过搜索路径列表定位动态库，而这个列表是嵌入在应用程序中，一般在LoadCommands 中的 LC_RPATH ：

按顺序查找路径下缺失动态库时就可以将其位置替换为恶意动态库，因为加载程序将按顺序搜索这些路径，这样就完成了劫持：

Dylib劫持的限制

1. 和DYLD_INSERT_LIBRARIES一样存在Hardened Runtime和Library Validation签名选项的限制。
2. 劫持 Dylib 的路径。由于macOS的系统完整性保护(SIP)，/usr/lib/* 或者 /System/Library/* 等受SIP保护下目录中的文件没权限修改，可以直接忽略（除非用户手动关闭SIP）。

Dylib劫持实例

Zoom本地安全漏洞#2获取麦克风与摄像头权限的代码注入 虽然应用程序存在Hardened Runtime选项的限制。通过codesign -d --entitlements :- /Applications/zoom.us.app导出zoom应用的授权项发现disable-library-validation权限，这表示zoom应用既想要Hardened Runtime，又想允许任何库加载到我的地址空间中：

因此，由于这种权限的存在，我们(理论上)可以绕过 Hardened Runtime，并将恶意库代码注入Zoom中(例如，在没有访问警告的情况下访问麦克风和摄像头)。

在文章中提到dylib proxying方法，这种方法既隐蔽又持久，接下来简单介绍下 Dylib Proxying 技术。

Dylib Proxying

简而言之就是我们替换了目标应用程序所依赖的合法库文件，然后将应用程序发出的所有请求代理回原始库文件，由于加载程序将遵循其重新导出指令，因此不会抛出任何链接器错误。dylib proxying另一个好处是它不会损害二进制文件的代码签名证书（会破坏程序集的签名）。

howtodo

1. 设置LC_REEXPORT_DYLIB链接器指令

使用 Xcode 向劫持者的dylib 项目添加几个链接器标志：-Xlinker,reexport_library，添加目标代理库的路径：

2. 链接器标志生成一个嵌入 LC_REEXPORT_DYLIB 加载命令：

3. 修改LC_REEXPORT_DYLIB 为绝对路径

dyld 加载程序将尝试直接从文件系统加载 LC_REEXPORT_DYLIB 的路径，如果路径为@rpath 等非绝对路径必然会失败。使用 install_name_tool 修改路径：install_name_tool -change @rpath/xxxlib /Applications/xxx.app/lib

自动化的实现

根据上面的总结，可以写个自动化程序快速帮我们在目标机器上查找到可注入&劫持Dylib的应用程序。

大概功能如下：遍历 /Applicaiotns/xx.app 过滤掉存在 Hardened Runtime和 Library Validation 的限制 ，如果有com.apple.security.cs.disable-library-validation授权可以忽略Hardened Runtime的限制。查找 weak 和 @rpath 可以劫持动态库的路径(在sip保护之外的)，如果没有可劫持的路径可以列出可以dylib proxy利用动态库路径。

源码仓库：https://github.com/ac0d3r/dylibx

至于注入的 dylib 功能应该还有很多玩法，留到后面文章继续研究。

参考文章

• https://theevilbit.github.io/posts/dyld_insert_libraries_dylib_injection_in_macos_osx_deep_dive/
• https://wincent.com/wiki/%40executable_path%2C_%40load_path_and_%40rpath
• https://papers.put.as/papers/macosx/2015/vb201503-dylib-hijacking.pdf
• https://theevilbit.github.io/posts/getting_root_with_benign_appstore_apps/
• https://web.archive.org/web/20161007013145/http://pewpewthespells.com/blog/blocking_code_injection_on_ios_and_os_x.html
• https://objective-see.org/products/dhs.html
• https://speakerdeck.com/patrickwardle/dll-hijacking-on-os-x-number-at-percent-and-yeah
• https://www.anquanke.com/post/id/202673
• https://attack.mitre.org/techniques/T1574/004/