취약점 개요

런타임 조작 취약점이란 어플리케이션이 실행될 때 모든 실행 로직 및 정보는 메모리에 올라가있다. 이 때 메모리의 값을 조작하여 함수의 흐름을 조작하거나 정보 유출이 가능하게 되는 취약점이다.

이를 통해 인스턴스 변수 수정, 로컬 로그인 검사 우회, 강제 핀 코드 사용이 가능하며 데이터를 조작함으로써 비즈니스 프로세스, 조직의 이해 및 의사 결정에 영향을 미치려고 시도할 수 있다.

취약점 실습

  • 실습 환경 : iOS 14.6, iPhone 8

  • 좌측 상단 메뉴 > Runtime Manipulation

아이디와 패스워드를 입력하고 Login Method 1을 클릭하면 Incorrect Username or Password으로 옳지 않은 아이디, 패스워드임을 알려주고 있다. 어떤 아이디와 패스워드가 와도 옳은 방법을 내보기 위해 해당 함수의 Return 혹은 Branch를 변경해주면 된다. (3utools을 이용한 스크린샷은 패스워드 입력을 하지 않는 것처럼 나온다.)

UI Dump

// 사용중인 UI 리스트

var colors = {
    "reset" : "\x1b[0m",
    "red" : "\x1b[31m",
    "green" : "\x1b[32m",
    "yellow" : "\x1b[33m",
    "blue" : "\x1b[34m"
}

var window = ObjC.classes.UIWindow.keyWindow();
var rootControl = window.rootViewController();

var ui = window.recursiveDescription().toString();
var ui_autolayout = window['- _autolayoutTrace']().toString();
var control = rootControl['- _printHierarchy']().toString();

console.log(colors.green + control + colors.reset);
  • 현재 사용 중인 앱의 UI 내용 출력 코드

frida -U -f com.highaltitudehacks.DVIAswiftv2 -l .\Hook\iOS\1_Ui_dump.js로 해당 코드를 실행하게 되면 처음에는 어떠한 값을 받아오지 못하지만 원하는 Ui로 이동 후 해당 코드에서 Ctrl + S 저장하게 되면 해당 Ui에서 다시 한 번 코드가 실행되게 된다.

그 때 위 처럼 초록색으로 어떠한 Ui로 실행되고 있는지 확인할 수 있다. 로그인 View에서 사용중인 Ui는 DIVA_v2.RuntimeManipualtionDetailsViewController임을 알 수 있다.

Method Dump in UI

// 해당 클래스 내에 메소드 리스트 출력

let colors = {
    "reset" : "\x1b[0m",
    "red" : "\x1b[31m",
    "green" : "\x1b[32m",
    "yellow" : "\x1b[33m",
    "blue" : "\x1b[34m"
}

if (ObjC.available) {
    try {
        var className = "DVIA_v2.RuntimeManipualtionDetailsViewController";    // 찾고 싶은 class 이름으로 변경
        var methods = ObjC.classes[className].$ownMethods;
  
        console.warn("\n[*] Started: Find All Methods of a class " + '"' + className + '"');
        
        for (var i = 0; i < methods.length; i++) {
            try { console.log("\x1b[32m"+methods[i] + "\x1b[0m"); }
            catch(err) { console.log("[!] Exception1: " + err.message); }
        }}
    catch(err) { console.log("[!] Exception2: " + err.message); } }
  
  else { console.log("Objective-C Runtime is not available!"); }
  
  console.warn("[*] Completed: Find All Methods of a Class " + '"' + className + '"');
  • 현재 UI에서 사용중인 메소드 출력 코드

frida -U -f com.highaltitudehacks.DVIAswiftv2 -l .\Hook\iOS\2_Method_dump.js로 해당 코드를 실행하게 되면 해당 클래스에서 사용중인 모든 메소드가 나오게 되는데 Login Method 1 버튼을 눌렀을 때 실행될 것으로 추측되는 메소드 - loginMethod1Tapped:를 확인할 수 있다.

메소드 분석

iOS에서 앱을 실행할 때는 앱의 Binary 자체가 실행되고 있다. 따라서 분석하기 위해서는 ipa 파일이 아닌 Binary 파일을 찾아서 분석해야한다.

단말기와 PC를 같은 네트워크에 연결하고 단말기 네트워크 IP를 통해 SSH 붙어서 실행중인 바이너리를 검색한다.(탈옥 후 기본 ROOT 패스워드는 alpine이다)

ssh로 붙은 이후 앱을 실행하고 ps -ef | grep /var를 입력하게 되면 사용중인 바이너리의 위치를 확인할 수 있다.

해당 파일을 WinSCP를 통해 PC로 이동시켜 Ghidra나 IDA, Hopper를 통해 분석을 진행하면 된다.

확인된 메소드 - loginMethod1Tapped:에 대한 분석을 위해 IDA 프로그램으로 확인한 결과 이동할 분기로는 _T07DVIA_v240RuntimeManipulationDetailsViewControllerC18loginMethod1TappedyypF를 제외한 중요한 분기는 보이지 않는다.

추가로 확인된 분기를 확인한 결과 Offset 0000001001BD314 TBZ W0, #0, loc_1001BD3D0에서 W0 레지스터가 0과 같은 경우 loc_1001BD3D0로 이동하면 Oops를 출력하며 로그인 실패, W0 레지스터가 0과 다른 경우 You have successfully bypassed the auth를 출력하며 로그인이 성공한 분기로 이동하는 것을 확인할 수 있다.

Frida Code

let colors = {
    "reset" : "\x1b[0m",
    "red" : "\x1b[31m",
    "green" : "\x1b[32m",
    "yellow" : "\x1b[33m",
    "blue" : "\x1b[34m"
}

if (ObjC.available) {
    var module_base = Module.findBaseAddress("DVIA-v2"); // get base addr > App Name
    console.log(colors.red, "[*] module_base : " + module_base, colors.reset);

    var custom_0x1BD314 = module_base.add(0x1BD314); // add function offset
    console.log(colors.red, "[*] custom_0x1BD314 : " + custom_0x1BD314, colors.reset);

    Interceptor.attach(custom_0x1BD314, {
        onEnter: function (args) {
            console.log(colors.green, "\n [+] Register x0 : " + JSON.stringify(this.context.x0));
            this.context.x0 = 0x1;
            console.log(colors.green, "[+] Change x0 : " + JSON.stringify(this.context.x0) + "\n");
        }
    });
}

로그인 성공 여부를 판단하는 x0 레지스터의 값이 정상적으로 변경되는 것을 확인할 수 있고

어떠한 값을 넣고 Login Method 1 버튼 클릭 시 로그인이 성공하는 것을 확인할 수 있다.

대응 방안

  • 디버깅 차단

    • Using ptrace : PT_DENY_ATTACH를 사용한 안티 디버깅

    • Using sysctl : sysctl을 호출하여 반환된 info.kp_proc.p_flag플래그 확인

    • Using getppid : 일반적인 어플리케이션의 경우 사용자 모드에서 Launched Process에 의해 실행되면 PID가 1, 디버거에 의해 실행되는 경우 getppid가 1이 아닌 다른 값

  • Frida를 이용한 런타임 조작이 대중적이기에 Frida 자체 차단

    • Frida Binary

    • Frida Sever Port : 27042 포트 사용 확인

    • Frida D-Bus

    • Frida Library : 타겟 프로세스에 주입된 Frida-agent Library file 확인

    • Frida Thread

    • Frida Hook : Frida가 사용하는 Hook 방식인 Inline Hook 탐지

  • 런타임 조작은 단순히 Frida를 이용할 뿐만 아니라 디버깅 과정에서도 조작이 가능하기에 디버깅을 차단

Reference