macOS NVRAM

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Informazioni di base

NVRAM (Non-Volatile Random-Access Memory) memorizza la configurazione a livello di firmware e di avvio sull’hardware Mac. Le variabili più critiche per la sicurezza includono:

Sui Mac moderni, le variabili NVRAM sono suddivise tra variabili di sistema (protette da Secure Boot) e variabili non di sistema. I Mac Apple Silicon utilizzano un Secure Storage Component (SSC) per vincolare crittograficamente lo stato della NVRAM alla catena di boot.

Accesso alla NVRAM dallo spazio utente

Lettura della NVRAM

# List all NVRAM variables
nvram -p

# Read a specific variable
nvram boot-args

# Export all NVRAM as XML plist
nvram -xp

# Read SIP configuration
nvram csr-active-config
csrutil status

Scrittura di NVRAM

Scrivere le variabili NVRAM richiede root privileges e, per le variabili critiche di sistema (come csr-active-config), il processo deve avere specifici code-signing flags o entitlements:

# Set boot-args (requires root)
sudo nvram boot-args="debug=0x144 kcsuffix=development"

# Clear boot-args
sudo nvram -d boot-args

# Set a custom variable
sudo nvram MyCustomVar="persistence-value"

CS_NVRAM_UNRESTRICTED Flag

I binari con il flag di code-signing CS_NVRAM_UNRESTRICTED possono modificare le variabili NVRAM che sono normalmente protette anche dall’utente root.

Individuazione dei binari NVRAM-Unrestricted

# Check code signing flags for a binary
codesign -dvvv /usr/sbin/nvram 2>&1 | grep "flags="

Implicazioni di sicurezza

Indebolimento di SIP tramite NVRAM

Se un attaccante può scrivere nella NVRAM (tramite un binario compromesso senza restrizioni sulla NVRAM o sfruttando una vulnerabilità), può modificare csr-active-config per disabilitare le protezioni SIP al prossimo avvio:

# SIP configuration is a bitmask stored in NVRAM
# Each bit controls a different SIP protection:
#   Bit 0 (0x1):  Filesystem protection
#   Bit 1 (0x2):  Kext signing
#   Bit 2 (0x4):  Task-for-pid restriction
#   Bit 3 (0x8):  Unrestricted filesystem
#   Bit 4 (0x10): Apple Internal (debug)
#   Bit 5 (0x20): Unrestricted DTrace
#   Bit 6 (0x40): Unrestricted NVRAM
#   Bit 7 (0x80): Device configuration

# Current SIP configuration
nvram csr-active-config | xxd

# On older hardware, a compromised NVRAM-unrestricted binary could:
# nvram csr-active-config=%7f%00%00%00   # Disable most SIP protections

Warning

Su moderni Apple Silicon Macs, la catena di Secure Boot convalida le modifiche alla NVRAM e impedisce la modifica di SIP a runtime. Le modifiche a csr-active-config hanno effetto solo tramite recoveryOS. Tuttavia, su Intel Macs o sistemi con reduced security mode, la manipolazione della NVRAM può comunque indebolire SIP.

Abilitazione del Kernel Debugging

# Enable kernel debug flags via boot-args
sudo nvram boot-args="debug=0x144"

# Common debug flags:
#   0x01  DB_HALT      — Wait for debugger at boot
#   0x04  DB_KPRT      — Send kernel printf to serial
#   0x40  DB_KERN_DUMP — Dump kernel core on NMI
#   0x100 DB_REBOOT_POST_PANIC — Reboot after panic

# Use development kernel
sudo nvram boot-args="kcsuffix=development"

Persistenza del firmware

Modifiche alla NVRAM sopravvivono alla reinstallazione del sistema operativo — persistono a livello di firmware. Un attacker può scrivere variabili NVRAM personalizzate che un meccanismo di persistenza legge all’avvio:

# Write a persistence marker
nvram attacker-payload-config="base64_encoded_config_here"

# A startup script or LaunchDaemon could read this:
nvram attacker-payload-config 2>/dev/null && /path/to/payload

Caution

La persistenza in NVRAM sopravvive alle cancellazioni del disco e alle reinstallazioni del sistema operativo. Richiede PRAM/NVRAM reset (Command+Option+P+R on Intel Macs) o DFU restore (Apple Silicon) per essere cancellata.

AMFI Bypass

L’argomento di boot amfi_get_out_of_my_way=1 disabilita Apple Mobile File Integrity, permettendo l’esecuzione di codice non firmato:

# This requires NVRAM write access AND reduced security boot:
sudo nvram boot-args="amfi_get_out_of_my_way=1"

CVE del mondo reale

Script di enumerazione

#!/bin/bash
echo "=== NVRAM Security Audit ==="

# Current SIP status
echo -e "\n[*] SIP Status:"
csrutil status

# Current boot-args
echo -e "\n[*] Boot Arguments:"
nvram boot-args 2>/dev/null || echo "  (none set)"

# All NVRAM variables
echo -e "\n[*] All NVRAM Variables:"
nvram -p | grep -v "^$" | wc -l
echo "  variables total"

# Security-relevant variables
echo -e "\n[*] Security-Relevant Variables:"
for var in csr-active-config boot-args StartupMute SystemAudioVolume efi-boot-device; do
echo "  $var: $(nvram "$var" 2>/dev/null || echo 'not set')"
done

# Check for custom (non-Apple) variables
echo -e "\n[*] Non-Standard Variables (potential persistence):"
nvram -p | grep -v "^$" | grep -vE "^(SystemAudioVolume|boot-args|csr-active-config|prev-lang|LocationServicesEnabled|fmm-mobileme-token|bluetoothInternalControllerAddress|bluetoothActiveControllerInfo|SystemAudioVolumeExtension|efi-)" | head -20

Riferimenti

• Apple Platform Security Guide — Boot process
• Apple Security Updates — NVRAM-related CVEs
• Duo Labs — Apple T2 Security

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