macOS Kernel Extensions & Debugging

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Grundinformationen

Kernel-Erweiterungen (Kexts) sind Pakete mit einer .kext-Erweiterung, die direkt in den macOS-Kernelraum geladen werden, um zusätzliche Funktionalität zum Hauptbetriebssystem bereitzustellen.

Anforderungen

Offensichtlich ist es so mächtig, dass es kompliziert ist, eine Kernel-Erweiterung zu laden. Dies sind die Anforderungen, die eine Kernel-Erweiterung erfüllen muss, um geladen zu werden:

  • Beim Eintreten in den Wiederherstellungsmodus müssen Kernel-Erweiterungen erlaubt sein, geladen zu werden:
  • Die Kernel-Erweiterung muss mit einem Kernel-Code-Signaturzertifikat signiert sein, das nur von Apple gewährt werden kann. Wer wird das Unternehmen und die Gründe, warum es benötigt wird, im Detail überprüfen.
  • Die Kernel-Erweiterung muss auch notariell beglaubigt sein, Apple wird in der Lage sein, sie auf Malware zu überprüfen.
  • Dann ist der Root-Benutzer derjenige, der die Kernel-Erweiterung laden kann, und die Dateien im Paket müssen dem Root gehören.
  • Während des Upload-Prozesses muss das Paket an einem geschützten Nicht-Root-Standort vorbereitet werden: /Library/StagedExtensions (erfordert die Genehmigung com.apple.rootless.storage.KernelExtensionManagement).
  • Schließlich erhält der Benutzer beim Versuch, sie zu laden, eine Bestätigungsanfrage und, wenn akzeptiert, muss der Computer neu gestartet werden, um sie zu laden.

Ladeprozess

In Catalina war es so: Es ist interessant zu beachten, dass der Überprüfungsprozess in Userland erfolgt. Allerdings können nur Anwendungen mit der Genehmigung com.apple.private.security.kext-management die Kernel anfordern, eine Erweiterung zu laden: kextcache, kextload, kextutil, kextd, syspolicyd

  1. kextutil cli startet den Überprüfungsprozess zum Laden einer Erweiterung
  • Es wird mit kextd kommunizieren, indem es einen Mach-Dienst verwendet.
  1. kextd wird mehrere Dinge überprüfen, wie die Signatur
  • Es wird mit syspolicyd kommunizieren, um zu überprüfen, ob die Erweiterung geladen werden kann.
  1. syspolicyd wird den Benutzer auffordern, wenn die Erweiterung nicht zuvor geladen wurde.
  • syspolicyd wird das Ergebnis an kextd melden
  1. kextd wird schließlich in der Lage sein, dem Kernel zu sagen, die Erweiterung zu laden

Wenn kextd nicht verfügbar ist, kann kextutil die gleichen Überprüfungen durchführen.

Aufzählung (geladene Kexts)

bash
# Get loaded kernel extensions
kextstat

# Get dependencies of the kext number 22
kextstat | grep " 22 " | cut -c2-5,50- | cut -d '(' -f1

Kernelcache

caution

Auch wenn die Kernel-Erweiterungen in /System/Library/Extensions/ erwartet werden, wirst du in diesem Ordner keine Binärdatei finden. Das liegt am Kernelcache, und um eine .kext zurückzuverfolgen, musst du einen Weg finden, sie zu erhalten.

Der Kernelcache ist eine vorkompilierte und vorverlinkte Version des XNU-Kernels, zusammen mit wesentlichen Geräte-Treibern und Kernel-Erweiterungen. Er wird in einem komprimierten Format gespeichert und während des Bootvorgangs in den Arbeitsspeicher dekomprimiert. Der Kernelcache ermöglicht eine schnellere Bootzeit, indem eine sofort einsatzbereite Version des Kernels und wichtiger Treiber verfügbar ist, wodurch die Zeit und Ressourcen reduziert werden, die sonst für das dynamische Laden und Verlinken dieser Komponenten beim Booten benötigt würden.

Lokaler Kernelcache

In iOS befindet er sich in /System/Library/Caches/com.apple.kernelcaches/kernelcache, in macOS kannst du ihn mit: find / -name "kernelcache" 2>/dev/null finden.
In meinem Fall habe ich ihn in macOS gefunden in:

  • /System/Volumes/Preboot/1BAEB4B5-180B-4C46-BD53-51152B7D92DA/boot/DAD35E7BC0CDA79634C20BD1BD80678DFB510B2AAD3D25C1228BB34BCD0A711529D3D571C93E29E1D0C1264750FA043F/System/Library/Caches/com.apple.kernelcaches/kernelcache

IMG4

Das IMG4-Dateiformat ist ein Containerformat, das von Apple in seinen iOS- und macOS-Geräten verwendet wird, um Firmware-Komponenten (wie Kernelcache) sicher zu speichern und zu verifizieren. Das IMG4-Format umfasst einen Header und mehrere Tags, die verschiedene Datenstücke kapseln, einschließlich der tatsächlichen Nutzlast (wie einen Kernel oder Bootloader), einer Signatur und einer Reihe von Manifest-Eigenschaften. Das Format unterstützt die kryptografische Verifizierung, die es dem Gerät ermöglicht, die Authentizität und Integrität der Firmware-Komponente vor der Ausführung zu bestätigen.

Es besteht normalerweise aus den folgenden Komponenten:

  • Nutzlast (IM4P):
  • Oft komprimiert (LZFSE4, LZSS, …)
  • Optional verschlüsselt
  • Manifest (IM4M):
  • Enthält Signatur
  • Zusätzliches Schlüssel/Wert-Wörterbuch
  • Wiederherstellungsinfo (IM4R):
  • Auch bekannt als APNonce
  • Verhindert das Wiederholen einiger Updates
  • OPTIONALE: Normalerweise wird dies nicht gefunden

Dekomprimiere den Kernelcache:

bash
# img4tool (https://github.com/tihmstar/img4tool
img4tool -e kernelcache.release.iphone14 -o kernelcache.release.iphone14.e

# pyimg4 (https://github.com/m1stadev/PyIMG4)
pyimg4 im4p extract -i kernelcache.release.iphone14 -o kernelcache.release.iphone14.e

Download

In https://github.com/dortania/KdkSupportPkg/releases ist es möglich, alle Kernel-Debug-Kits zu finden. Sie können es herunterladen, einbinden, mit dem Suspicious Package Tool öffnen, auf den .kext Ordner zugreifen und es extrahieren.

Überprüfen Sie es auf Symbole mit:

bash
nm -a ~/Downloads/Sandbox.kext/Contents/MacOS/Sandbox | wc -l

Manchmal veröffentlicht Apple kernelcache mit Symbols. Sie können einige Firmware-Versionen mit Symbols über die Links auf diesen Seiten herunterladen. Die Firmware wird den kernelcache neben anderen Dateien enthalten.

Um die Dateien zu extrahieren, ändern Sie zunächst die Erweiterung von .ipsw auf .zip und entpacken Sie sie.

Nach dem Extrahieren der Firmware erhalten Sie eine Datei wie: kernelcache.release.iphone14. Sie ist im IMG4-Format, Sie können die interessanten Informationen mit:

pyimg4:

bash
pyimg4 im4p extract -i kernelcache.release.iphone14 -o kernelcache.release.iphone14.e

img4tool:

bash
img4tool -e kernelcache.release.iphone14 -o kernelcache.release.iphone14.e

Inspecting kernelcache

Überprüfen Sie, ob der kernelcache Symbole mit

bash
nm -a kernelcache.release.iphone14.e | wc -l

Damit können wir jetzt alle Erweiterungen extrahieren oder die eine, die Sie interessiert:

bash
# List all extensions
kextex -l kernelcache.release.iphone14.e
## Extract com.apple.security.sandbox
kextex -e com.apple.security.sandbox kernelcache.release.iphone14.e

# Extract all
kextex_all kernelcache.release.iphone14.e

# Check the extension for symbols
nm -a binaries/com.apple.security.sandbox | wc -l

Debugging

Referenzen

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