macOS Sandbox

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基本情報

MacOS Sandbox（最初はSeatbeltと呼ばれていました）は、サンドボックス内で実行されるアプリケーションを、アプリが実行されているサンドボックスプロファイルで指定された許可されたアクションに制限します。これにより、アプリケーションが予期されるリソースのみをアクセスすることが保証されます。

com.apple.security.app-sandboxという権限を持つアプリは、サンドボックス内で実行されます。Appleのバイナリは通常サンドボックス内で実行され、App Storeのすべてのアプリケーションはその権限を持っています。したがって、いくつかのアプリケーションはサンドボックス内で実行されます。

プロセスが何をできるか、またはできないかを制御するために、サンドボックスはほぼすべての操作にフックを持っています（ほとんどのシステムコールを含む）MACFを使用しています。ただし、アプリの権限に応じて、サンドボックスはプロセスに対してより許可的になる場合があります。

サンドボックスの重要なコンポーネントは次のとおりです：

• カーネル拡張 /System/Library/Extensions/Sandbox.kext
• プライベートフレームワーク /System/Library/PrivateFrameworks/AppSandbox.framework
• ユーザーランドで実行されるデーモン /usr/libexec/sandboxd
• コンテナ ~/Library/Containers

コンテナ

すべてのサンドボックス化されたアプリケーションは、~/Library/Containers/{CFBundleIdentifier}に独自のコンテナを持ちます：

ls -l ~/Library/Containers
total 0
drwx------@ 4 username  staff  128 May 23 20:20 com.apple.AMPArtworkAgent
drwx------@ 4 username  staff  128 May 23 20:13 com.apple.AMPDeviceDiscoveryAgent
drwx------@ 4 username  staff  128 Mar 24 18:03 com.apple.AVConference.Diagnostic
drwx------@ 4 username  staff  128 Mar 25 14:14 com.apple.Accessibility-Settings.extension
drwx------@ 4 username  staff  128 Mar 25 14:10 com.apple.ActionKit.BundledIntentHandler
[...]

各バンドルIDフォルダー内には、plistとアプリのデータディレクトリがあり、ホームフォルダーに似た構造になっています。

cd /Users/username/Library/Containers/com.apple.Safari
ls -la
total 104
drwx------@   4 username  staff    128 Mar 24 18:08 .
drwx------  348 username  staff  11136 May 23 20:57 ..
-rw-r--r--    1 username  staff  50214 Mar 24 18:08 .com.apple.containermanagerd.metadata.plist
drwx------   13 username  staff    416 Mar 24 18:05 Data

ls -l Data
total 0
drwxr-xr-x@  8 username  staff   256 Mar 24 18:08 CloudKit
lrwxr-xr-x   1 username  staff    19 Mar 24 18:02 Desktop -> ../../../../Desktop
drwx------   2 username  staff    64 Mar 24 18:02 Documents
lrwxr-xr-x   1 username  staff    21 Mar 24 18:02 Downloads -> ../../../../Downloads
drwx------  35 username  staff  1120 Mar 24 18:08 Library
lrwxr-xr-x   1 username  staff    18 Mar 24 18:02 Movies -> ../../../../Movies
lrwxr-xr-x   1 username  staff    17 Mar 24 18:02 Music -> ../../../../Music
lrwxr-xr-x   1 username  staff    20 Mar 24 18:02 Pictures -> ../../../../Pictures
drwx------   2 username  staff    64 Mar 24 18:02 SystemData
drwx------   2 username  staff    64 Mar 24 18:02 tmp

Caution

注意してください。シンボリックリンクがSandboxから「脱出」して他のフォルダにアクセスするために存在していても、アプリはそれらにアクセスするための権限を持っている必要があります。これらの権限はRedirectablePathsの**.plist**内にあります。

**SandboxProfileData**は、B64にエスケープされたコンパイル済みのサンドボックスプロファイルCFDataです。

# Get container config
## You need FDA to access the file, not even just root can read it
plutil -convert xml1 .com.apple.containermanagerd.metadata.plist -o -

# Binary sandbox profile
<key>SandboxProfileData</key>
<data>
AAAhAboBAAAAAAgAAABZAO4B5AHjBMkEQAUPBSsGPwsgASABHgEgASABHwEf...

# In this file you can find the entitlements:
<key>Entitlements</key>
<dict>
<key>com.apple.MobileAsset.PhishingImageClassifier2</key>
<true/>
<key>com.apple.accounts.appleaccount.fullaccess</key>
<true/>
<key>com.apple.appattest.spi</key>
<true/>
<key>keychain-access-groups</key>
<array>
<string>6N38VWS5BX.ru.keepcoder.Telegram</string>
<string>6N38VWS5BX.ru.keepcoder.TelegramShare</string>
</array>
[...]

# Some parameters
<key>Parameters</key>
<dict>
<key>_HOME</key>
<string>/Users/username</string>
<key>_UID</key>
<string>501</string>
<key>_USER</key>
<string>username</string>
[...]

# The paths it can access
<key>RedirectablePaths</key>
<array>
<string>/Users/username/Downloads</string>
<string>/Users/username/Documents</string>
<string>/Users/username/Library/Calendars</string>
<string>/Users/username/Desktop</string>
<key>RedirectedPaths</key>
<array/>
[...]

Warning

サンドボックスアプリケーションによって作成または変更されたすべてのものには、隔離属性が付与されます。これは、サンドボックスアプリが**open**を使用して何かを実行しようとした場合に、Gatekeeperをトリガーしてサンドボックススペースを防ぐことになります。

サンドボックスプロファイル

サンドボックスプロファイルは、そのサンドボックスで何が許可/禁止されるかを示す設定ファイルです。これは、Schemeプログラミング言語を使用する**サンドボックスプロファイル言語（SBPL）**を使用します。

ここに例があります:

(version 1) ; First you get the version

(deny default) ; Then you shuold indicate the default action when no rule applies

(allow network*) ; You can use wildcards and allow everything

(allow file-read* ; You can specify where to apply the rule
(subpath "/Users/username/")
(literal "/tmp/afile")
(regex #"^/private/etc/.*")
)

(allow mach-lookup
(global-name "com.apple.analyticsd")
)

Tip

この研究を確認して、許可または拒否される可能性のあるアクションをさらに確認してください。

プロファイルのコンパイル版では、操作の名前がdylibおよびkextによって知られる配列のエントリに置き換えられ、コンパイル版が短く、読みづらくなります。

重要なシステムサービスも、mdnsresponderサービスのように独自のカスタムサンドボックス内で実行されます。これらのカスタムサンドボックスプロファイルは以下で確認できます：

• /usr/share/sandbox
• /System/Library/Sandbox/Profiles
• その他のサンドボックスプロファイルはhttps://github.com/s7ephen/OSX-Sandbox–Seatbelt–Profilesで確認できます。

App Storeアプリは**プロファイル****/System/Library/Sandbox/Profiles/application.sbを使用します。このプロファイルで、com.apple.security.network.server**のような権限がプロセスにネットワークを使用することを許可する方法を確認できます。

次に、一部のAppleデーモンサービスは、/System/Library/Sandbox/Profiles/*.sbまたは/usr/share/sandbox/*.sbにある異なるプロファイルを使用します。これらのサンドボックスは、API sandbox_init_XXXを呼び出すメイン関数に適用されます。

SIPは、/System/Library/Sandbox/rootless.confにあるplatform_profileというサンドボックスプロファイルです。

サンドボックスプロファイルの例

特定のサンドボックスプロファイルでアプリケーションを起動するには、次のようにします：

sandbox-exec -f example.sb /Path/To/The/Application

(version 1)
(deny default)
(allow file* (literal "/tmp/hacktricks.txt"))

# This will fail because default is denied, so it cannot execute touch
sandbox-exec -f touch.sb touch /tmp/hacktricks.txt
# Check logs
log show --style syslog --predicate 'eventMessage contains[c] "sandbox"' --last 30s
[...]
2023-05-26 13:42:44.136082+0200  localhost kernel[0]: (Sandbox) Sandbox: sandbox-exec(41398) deny(1) process-exec* /usr/bin/touch
2023-05-26 13:42:44.136100+0200  localhost kernel[0]: (Sandbox) Sandbox: sandbox-exec(41398) deny(1) file-read-metadata /usr/bin/touch
2023-05-26 13:42:44.136321+0200  localhost kernel[0]: (Sandbox) Sandbox: sandbox-exec(41398) deny(1) file-read-metadata /var
2023-05-26 13:42:52.701382+0200  localhost kernel[0]: (Sandbox) 5 duplicate reports for Sandbox: sandbox-exec(41398) deny(1) file-read-metadata /var
[...]

(version 1)
(deny default)
(allow file* (literal "/tmp/hacktricks.txt"))
(allow process* (literal "/usr/bin/touch"))
; This will also fail because:
; 2023-05-26 13:44:59.840002+0200  localhost kernel[0]: (Sandbox) Sandbox: touch(41575) deny(1) file-read-metadata /usr/bin/touch
; 2023-05-26 13:44:59.840016+0200  localhost kernel[0]: (Sandbox) Sandbox: touch(41575) deny(1) file-read-data /usr/bin/touch
; 2023-05-26 13:44:59.840028+0200  localhost kernel[0]: (Sandbox) Sandbox: touch(41575) deny(1) file-read-data /usr/bin
; 2023-05-26 13:44:59.840034+0200  localhost kernel[0]: (Sandbox) Sandbox: touch(41575) deny(1) file-read-metadata /usr/lib/dyld
; 2023-05-26 13:44:59.840050+0200  localhost kernel[0]: (Sandbox) Sandbox: touch(41575) deny(1) sysctl-read kern.bootargs
; 2023-05-26 13:44:59.840061+0200  localhost kernel[0]: (Sandbox) Sandbox: touch(41575) deny(1) file-read-data /

(version 1)
(deny default)
(allow file* (literal "/private/tmp/hacktricks.txt"))
(allow process* (literal "/usr/bin/touch"))
(allow file-read-data (literal "/"))
; This one will work

Tip

Appleが作成した ソフトウェアは、Windows上で追加のセキュリティ対策、例えばアプリケーションサンドボックスがありません。

バイパスの例:

• https://lapcatsoftware.com/articles/sandbox-escape.html
• https://desi-jarvis.medium.com/office365-macos-sandbox-escape-fcce4fa4123c (彼らは~$で始まる名前のファイルをサンドボックスの外に書き込むことができます)。

サンドボックストレース

プロファイル経由

アクションがチェックされるたびにサンドボックスが実行するすべてのチェックをトレースすることが可能です。そのためには、次のプロファイルを作成してください:

(version 1)
(trace /tmp/trace.out)

そのプロファイルを使用して何かを実行します:

sandbox-exec -f /tmp/trace.sb /bin/ls

/tmp/trace.out では、呼び出されるたびに実行される各サンドボックスチェックを見ることができます（つまり、多くの重複があります）。

-t パラメータを使用してサンドボックスをトレースすることも可能です: sandbox-exec -t /path/trace.out -p "(version 1)" /bin/ls

API経由

libsystem_sandbox.dylib にエクスポートされている関数 sandbox_set_trace_path は、サンドボックスチェックが書き込まれるトレースファイル名を指定することを可能にします。
sandbox_vtrace_enable() を呼び出し、その後 sandbox_vtrace_report() を呼び出すことでバッファからログエラーを取得することも可能です。

サンドボックス検査

libsandbox.dylib は、プロセスのサンドボックス状態のリスト（拡張を含む）を提供する sandbox_inspect_pid という関数をエクスポートしています。ただし、この関数はプラットフォームバイナリのみが使用できます。

MacOS & iOS サンドボックスプロファイル

MacOS は、システムサンドボックスプロファイルを2つの場所に保存します: /usr/share/sandbox/ と /System/Library/Sandbox/Profiles。

サードパーティアプリケーションが com.apple.security.app-sandbox 権限を持っている場合、システムはそのプロセスに /System/Library/Sandbox/Profiles/application.sb プロファイルを適用します。

iOS では、デフォルトプロファイルは container と呼ばれ、SBPL テキスト表現はありません。メモリ内では、このサンドボックスはサンドボックスからの各権限のための許可/拒否バイナリツリーとして表現されます。

App Store アプリのカスタム SBPL

企業がアプリを カスタムサンドボックスプロファイル で実行することが可能です（デフォルトのものではなく）。彼らは com.apple.security.temporary-exception.sbpl 権限を使用する必要があり、これは Apple によって承認される必要があります。

この権限の定義は /System/Library/Sandbox/Profiles/application.sb: で確認できます。

(sandbox-array-entitlement
"com.apple.security.temporary-exception.sbpl"
(lambda (string)
(let* ((port (open-input-string string)) (sbpl (read port)))
(with-transparent-redirection (eval sbpl)))))

この権限の後の文字列をevalし、Sandboxプロファイルとして扱います。

Sandboxプロファイルのコンパイルとデコンパイル

**sandbox-exec**ツールは、libsandbox.dylibのsandbox_compile_*関数を使用します。エクスポートされる主な関数は次のとおりです：sandbox_compile_file（ファイルパスを期待、パラメータ-f）、sandbox_compile_string（文字列を期待、パラメータ-p）、sandbox_compile_name（コンテナの名前を期待、パラメータ-n）、sandbox_compile_entitlements（権限plistを期待）。

この逆コンパイルされたsandbox-execツールのオープンソース版は、**sandbox-exec**がコンパイルされたSandboxプロファイルをファイルに書き込むことを可能にします。

さらに、コンテナ内でプロセスを制限するために、sandbox_spawnattrs_set[container/profilename]を呼び出し、コンテナまたは既存のプロファイルを渡すことがあります。

Sandboxのデバッグとバイパス

macOSでは、iOSとは異なり、プロセスはカーネルによって最初からサンドボックス化されているわけではなく、プロセスは自らサンドボックスに参加する必要があります。これは、macOSではプロセスが積極的にサンドボックスに入ることを決定するまで、サンドボックスによって制限されないことを意味しますが、App Storeアプリは常にサンドボックス化されています。

プロセスは、権限com.apple.security.app-sandboxを持っている場合、ユーザーランドから自動的にサンドボックス化されます。このプロセスの詳細な説明については、以下を確認してください：

macOS Sandbox Debug & Bypass

Sandbox拡張

拡張はオブジェクトにさらなる権限を与えることを可能にし、次の関数のいずれかを呼び出すことで行われます：

• sandbox_issue_extension
• sandbox_extension_issue_file[_with_new_type]
• sandbox_extension_issue_mach
• sandbox_extension_issue_iokit_user_client_class
• sandbox_extension_issue_iokit_registry_rentry_class
• sandbox_extension_issue_generic
• sandbox_extension_issue_posix_ipc

拡張は、プロセスの資格情報からアクセス可能な2番目のMACFラベルスロットに保存されます。次の**sbtool**がこの情報にアクセスできます。

拡張は通常、許可されたプロセスによって付与されることに注意してください。たとえば、tccdは、プロセスが写真にアクセスしようとし、XPCメッセージで許可された場合に、com.apple.tcc.kTCCServicePhotosの拡張トークンを付与します。その後、プロセスは拡張トークンを消費する必要があり、それが追加されます。
拡張トークンは、付与された権限をエンコードする長い16進数であることに注意してください。ただし、許可されたPIDがハードコーディングされていないため、トークンにアクセスできる任意のプロセスが複数のプロセスによって消費される可能性があります。

拡張は権限とも非常に関連しているため、特定の権限を持つことが特定の拡張を自動的に付与する可能性があります。

PID権限の確認

これによると、sandbox_check関数（これは__mac_syscallです）は、特定のPID、監査トークン、またはユニークIDによってサンドボックスで操作が許可されているかどうかを確認できます。

ツールsbtool（ここでコンパイルされたものを見つけてください）は、PIDが特定のアクションを実行できるかどうかを確認できます：

sbtool <pid> mach #Check mac-ports (got from launchd with an api)
sbtool <pid> file /tmp #Check file access
sbtool <pid> inspect #Gives you an explanation of the sandbox profile and extensions
sbtool <pid> all

[un]suspend

サンドボックスを一時停止および再開することも可能で、libsystem_sandbox.dylibのsandbox_suspendおよびsandbox_unsuspend関数を使用します。

一時停止関数を呼び出すには、以下のように呼び出し元を認可するためにいくつかの権限がチェックされることに注意してください。

• com.apple.private.security.sandbox-manager
• com.apple.security.print
• com.apple.security.temporary-exception.audio-unit-host

mac_syscall

このシステムコール (#381) は、最初の引数として実行するモジュールを示す文字列を期待し、次の引数には実行する関数を示すコードを指定します。3番目の引数は実行される関数に依存します。

関数___sandbox_msの呼び出しは、最初の引数に"Sandbox"を指定してmac_syscallをラップします。同様に、___sandbox_mspはmac_set_proc (#387) のラッパーです。次に、___sandbox_msによってサポートされるコードの一部は以下の表に示されています。

• set_profile (#0): プロセスにコンパイル済みまたは名前付きのプロファイルを適用します。
• platform_policy (#1): プラットフォーム固有のポリシーチェックを強制します（macOSとiOSで異なります）。
• check_sandbox (#2): 特定のサンドボックス操作の手動チェックを実行します。
• note (#3): サンドボックスに注釈を追加します。
• container (#4): 通常はデバッグまたは識別のために、サンドボックスに注釈を添付します。
• extension_issue (#5): プロセスの新しい拡張を生成します。
• extension_consume (#6): 指定された拡張を消費します。
• extension_release (#7): 消費された拡張に関連付けられたメモリを解放します。
• extension_update_file (#8): サンドボックス内の既存のファイル拡張のパラメータを変更します。
• extension_twiddle (#9): 既存のファイル拡張を調整または変更します（例：TextEdit、rtf、rtfd）。
• suspend (#10): すべてのサンドボックスチェックを一時的に停止します（適切な権限が必要です）。
• unsuspend (#11): 以前に一時停止されたすべてのサンドボックスチェックを再開します。
• passthrough_access (#12): サンドボックスチェックをバイパスしてリソースへの直接パススルーアクセスを許可します。
• set_container_path (#13): (iOSのみ) アプリグループまたは署名IDのためのコンテナパスを設定します。
• container_map (#14): (iOSのみ) containermanagerdからコンテナパスを取得します。
• sandbox_user_state_item_buffer_send (#15): (iOS 10+) サンドボックス内のユーザーモードメタデータを設定します。
• inspect (#16): サンドボックス化されたプロセスに関するデバッグ情報を提供します。
• dump (#18): (macOS 11) 分析のためにサンドボックスの現在のプロファイルをダンプします。
• vtrace (#19): 監視またはデバッグのためにサンドボックス操作をトレースします。
• builtin_profile_deactivate (#20): (macOS < 11) 名前付きプロファイルを無効にします（例：pe_i_can_has_debugger）。
• check_bulk (#21): 単一の呼び出しで複数のsandbox_check操作を実行します。
• reference_retain_by_audit_token (#28): サンドボックスチェックで使用するための監査トークンの参照を作成します。
• reference_release (#29): 以前に保持された監査トークンの参照を解放します。
• rootless_allows_task_for_pid (#30): task_for_pidが許可されているかどうかを確認します（csrチェックに類似）。
• rootless_whitelist_push (#31): (macOS) システム整合性保護（SIP）マニフェストファイルを適用します。
• rootless_whitelist_check (preflight) (#32): 実行前にSIPマニフェストファイルをチェックします。
• rootless_protected_volume (#33): (macOS) ディスクまたはパーティションにSIP保護を適用します。
• rootless_mkdir_protected (#34): ディレクトリ作成プロセスにSIP/DataVault保護を適用します。

Sandbox.kext

iOSでは、カーネル拡張が__TEXT.__constセグメント内にすべてのプロファイルをハードコーディングしているため、変更されないようにしています。以下はカーネル拡張からのいくつかの興味深い関数です。

• hook_policy_init: mpo_policy_initをフックし、mac_policy_registerの後に呼び出されます。サンドボックスの初期化のほとんどを実行します。また、SIPも初期化します。
• hook_policy_initbsd: security.mac.sandbox.sentinel、security.mac.sandbox.audio_active、およびsecurity.mac.sandbox.debug_modeを登録するsysctlインターフェースを設定します（PE_i_can_has_debuggerでブートされた場合）。
• hook_policy_syscall: “Sandbox“を最初の引数として、操作を示すコードを2番目の引数としてmac_syscallによって呼び出されます。要求されたコードに応じて実行するコードを見つけるためにスイッチが使用されます。

MACF Hooks

Sandbox.kextは、MACFを介して100以上のフックを使用しています。ほとんどのフックは、アクションを実行できるかどうかを確認するための些細なケースをチェックし、そうでない場合はcred_sb_evalutateを呼び出し、操作を実行するための資格情報と出力用のバッファを渡します。

その良い例が、フックされた**_mpo_file_check_mmap関数で、これはmmapをフックし、新しいメモリが書き込み可能かどうかをチェックし（そうでない場合は実行を許可）、次にそれがdyld共有キャッシュに使用されているかどうかをチェックし、そうであれば実行を許可し、最後にsb_evaluate_internal**（またはそのラッパーの1つ）を呼び出してさらなる許可チェックを実行します。

さらに、サンドボックスが使用する数百のフックの中で、特に興味深い3つがあります。

• mpo_proc_check_for: 必要に応じてプロファイルを適用し、以前に適用されていなかった場合。
• mpo_vnode_check_exec: プロセスが関連するバイナリをロードするときに呼び出され、プロファイルチェックとSUID/SGID実行を禁止するチェックが行われます。
• mpo_cred_label_update_execve: ラベルが割り当てられるときに呼び出されます。これは、バイナリが完全にロードされるがまだ実行されていないときに呼び出されるため、最も長いものです。サンドボックスオブジェクトの作成、kauth資格情報へのサンドボックス構造の添付、machポートへのアクセスの削除などのアクションを実行します。

_cred_sb_evalutateはsb_evaluate_internalのラッパーであり、この関数は渡された資格情報を取得し、次にeval関数を使用して評価を実行します。この関数は通常、すべてのプロセスにデフォルトで適用されるプラットフォームプロファイルを評価し、その後特定のプロセスプロファイルを評価します。プラットフォームプロファイルは、macOSのSIPの主要なコンポーネントの1つであることに注意してください。

Sandboxd

サンドボックスには、XPC Machサービスcom.apple.sandboxdを公開し、カーネル拡張が通信に使用する特別なポート14（HOST_SEATBELT_PORT）をバインドするユーザーデーモンもあります。MIGを使用していくつかの関数を公開しています。

References

• *OS Internals Volume III

Tip

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