NVRAM do macOS

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Informações Básicas

NVRAM (Memória Não Volátil de Acesso Aleatório) armazena configuração em tempo de boot e em nível de firmware no hardware Mac. As variáveis mais críticas para segurança incluem:

Em Macs modernos, as variáveis NVRAM são divididas entre variáveis do sistema (protegidas por Secure Boot) e variáveis não do sistema. Macs com Apple Silicon usam um Secure Storage Component (SSC) para ligar criptograficamente o estado da NVRAM à cadeia de boot.

NVRAM Access from User Space

Leitura da 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

Gravando NVRAM

Gravar variáveis NVRAM requer privilégios de root e, para variáveis críticas do sistema (como csr-active-config), o processo deve ter flags de assinatura de código específicas ou 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

Binários com a CS_NVRAM_UNRESTRICTED code-signing flag podem modificar variáveis NVRAM que normalmente estão protegidas mesmo contra root.

Encontrando binários NVRAM-Unrestricted

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

Implicações de Segurança

Enfraquecendo o SIP via NVRAM

Se um atacante puder escrever no NVRAM (seja através de um binário NVRAM-unrestricted comprometido ou explorando uma vulnerabilidade), ele pode modificar csr-active-config para desativar as proteções do SIP na próxima inicialização:

# 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

Em Macs Apple Silicon modernos, a Secure Boot chain valida alterações na NVRAM e previne modificações do SIP em tempo de execução. As alterações em csr-active-config só entram em vigor através do recoveryOS. No entanto, em Intel Macs ou sistemas com reduced security mode, a manipulação da NVRAM ainda pode enfraquecer o SIP.

Habilitando depuração do kernel

# 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"

Persistência no firmware

Modificações na NVRAM sobrevivem à reinstalação do sistema operacional — elas persistem no nível do firmware. Um atacante pode gravar variáveis NVRAM personalizadas que um mecanismo de persistência lê na inicialização:

# 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

A persistência na NVRAM sobrevive a formatações de disco e reinstalações do sistema. Requer PRAM/NVRAM reset (Command+Option+P+R em Intel Macs) ou DFU restore (Apple Silicon) para ser limpa.

AMFI Bypass

The amfi_get_out_of_my_way=1 boot argument disables Apple Mobile File Integrity, allowing unsigned code to execute:

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

CVEs do mundo real

Script de Enumeração

#!/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

Referências

• Guia de Segurança da Plataforma Apple — processo de inicialização
• Apple Security Updates — CVEs relacionadas à NVRAM
• Duo Labs — Segurança do Apple T2

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