« Triangulation » : c’est le nom donné à cette campagne d’espionnage par Kaspersky. La société de sécurité, largement connue pour son antivirus, était la première visée. Les acteurs malveillants ont utilisé une série de failles 0-day ayant conduit à la compromission totale des iPhone. Dans un vaste rapport technique, l’entreprise a mis en avant deux points : les nombreuses défenses intégrées dans iOS et le degré extrême de sophistication pour les contourner et exploiter les vulnérabilités.

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Mais le résultat est là : infectés, les téléphones ont livré tous leurs secrets, aussi bien les messages que la voix, les photos, données de géolocalisation et autres. Toutes ces informations ont été envoyées vers des serveurs contrôlés par les acteurs malveillants. Leur finalité d’utilisation est inconnue, mais on sait que la manœuvre a duré quatre ans et a concerné potentiellement des milliers d’iPhone.

Une série de quatre failles

Les vulnérabilités utilisées sont connues, car elles ont été corrigées entre mars et juillet de cette année. Elles sont estampillées CVE-2023-32434, CVE-2023-32435, CVE-2023-38606 et CVE-2023-41990. Mais l’exploitation de ces failles n’aurait jamais pu avoir lieu si les pirates n’avaient pas utilisé des fonctions cachées, aussi bien dans le logiciel que dans le matériel.

L’exploitation commence en effet par le simple envoi d’une pièce jointe via iMessage. L’application traite alors le fichier, en fait un code exploitant la faille CVE-2023-41990 dans la gestion de la police vectorielle TrueType, plus précisément son instruction ADJUST, non documentée et réservée à Apple. Le résultat est une exécution de code à distance.

Ce code utilise la programmation orientée retour/saut (ROP), des instructions NSExpression/NSPredicate et se sert de la bibliothèque JavaScriptCore pour parvenir à une escalade de privilèges. Cette dernière partie contient 11 000 lignes obscurcies et est dédiée à la manipulation de la mémoire du noyau, notamment via DollarVM. Le code exécuté possède alors des privilèges minimaux.

Deux autres vulnérabilités sont ensuite utilisées. CVE-2023-32434 d’abord, pour parvenir à une corruption de la mémoire de XNU, le noyau des systèmes Apple, équipé de mécanismes pour résister à ce type de tentative, notamment la couche de protection des pages (PPL). Celle-ci est contournée par l’exploitation de la faille CVE-2023-38606, située dans des registres MMIO secrets (nous y reviendrons).

La dernière faille, CVE-2023-32435, résidait dans Safari. Elle a été utilisée pour exécuter un shellcode. Ce dernier réexploite alors les failles CVE-2023-32434 et CVE-2023-38606, débloquant le graal : l’accès root et ses privilèges. La dernière charge utile du logiciel espion est alors implantée dans l’appareil.

Précisons que cette implantation ne pouvait pas résister à un redémarrage de l’appareil. Cependant, en cas d’interruption des signaux reçus, l’envoi d’un nouveau message suffisait à relancer la chaine d’exploitation, sans intervention de la victime.

Les pirates ont utilisé des fonctions cachées

Dans son compte rendu, Boris Larin, chercheur chez Kaspersky, réitère à plusieurs reprises que cette campagne d’espionnage a atteint un degré de sophistication rarement vu jusqu’ici. L’enchainement des quatre failles est déjà remarquable, mais l’opération n’aurait pas été possible sans l’utilisation de fonctions cachées. C’est ici que le niveau augmente singulièrement.

Le chercheur indique qu’au cours de la longue analyse – plus d’un an – les chercheurs se sont penchés sur les MMIO (Memory-mapped Input/Outputs), des registres matériels ayant pour mission de fournir des adresses mémoires au CPU, pour qu’il puisse communiquer avec d’autres composants matériels, tels que le GPU, l’USB ou encore les contrôleurs mémoire. Le CPU peut donc écrire des informations dans le registre matériel d’un périphérique spécifique.

Toutes ces adresses sont normalement répertoriées dans l’arborescence des périphériques (devicetree). Mais, surprise, quand les chercheurs ont parcouru cette arborescence, ils n’y ont trouvé aucune trace des adresses MMIO utilisées par les pirates. Pas davantage dans les images du noyau, dans le code source ou dans les microprogrammes, autant d’informations obtenues après une longue rétro-ingénierie.

Les chercheurs ont découvert que les pirates avaient utilisé une fonction matérielle cachée, qui leur permettait de contourner les protections matérielles mises en place par Apple : « Nous pensons que cette fonction matérielle inconnue était très probablement destinée à être utilisée à des fins de débogage ou de test par les ingénieurs d'Apple ou par l'usine, ou qu'elle a été incluse par erreur. Étant donné que cette fonction n'est pas utilisée par le micrologiciel, nous ne savons pas comment les attaquants pourraient savoir comment l'utiliser », indique le compte rendu.

C’est l’un des plus grands mystères de cette opération Triangulation : comment les acteurs malveillants en sont-ils venus à connaître cette fonction ? En l’état, personne ne semble savoir. Boris Larin ajoute que l’on ne sait même pas si la fonction faisait partie intégrante de l’iPhone, ou si elle était « simplement » activée par un composant matériel tiers, comme CoreSight d’ARM.

Une vaste opération difficile à attribuer

Si la campagne d’espionnage marque son haut degré de technicité, elle restera également dans les mémoires par son ampleur et sa durée.

La collecte des données a pu perdurer pendant quatre ans. Ce temps prouve à lui seul la sophistication de l’attaque, puisqu’elle est passée inaperçue pendant presque toute cette période. En outre, elle a ciblé en priorité une partie des employés de Kaspersky, mais les accusations de la Russie portaient sur des milliers de personnes travaillant dans des ambassades, tout spécialement celles de pays membres de l’OTAN et de l’ex-URSS, de la Chine et d’Israël.

Pour la Russie, cette campagne ne pouvait avoir qu’une origine : la NSA. Le renseignement russe (FSB) avait renchéri en accusant Apple d’avoir aidé l’agence américaine de sécurité en livrant des informations techniques et secrètes.

Dans le compte rendu technique de Kaspersky, le son de cloche est différent : aucune preuve ne permettrait actuellement d’attribuer cette attaque à un acteur spécifique. Boris Larin évoque les caractéristiques « uniques » de cette opération, qui ne correspondent à aucun schéma connu.

Bien sûr, il pourrait s’agir d’une prudence particulière de Kaspersky pour des raisons géopolitiques. Il pourrait également s’agir de prudence élémentaire face à une opération dont l’entreprise a été elle-même la victime, n’ayant pas détecté l’intrusion dans les appareils de ses employés sur une très longue durée. Elle ne s’étend pas d’ailleurs sur les données qui ont pu être collectées sur plusieurs années.

Les failles n’étaient pas limitées à iOS

Le noyau XNU et une bonne partie des technologies utilisées par Apple se retrouvent dans l’intégralité de ses produits. Comme le confirme Kaspersky, ces failles étaient techniquement exploitables sur d’autres de la marque : Mac, Apple Watch et même l’Apple TV.

Boris Larin dit ainsi avoir repéré la fameuse fonction matérielle inconnue dans la puce M1 équipant des Mac. Toutes les puces récentes d’Apple (dont les M1, M2 et M3) sont équipées de protections supplémentaires pour les registres matériels, mais la faille dans la fameuse fonction cachée a permis systématiquement de les contourner.

Dans tous les cas, les brèches ont été colmatées sur l’ensemble des appareils et la fonction cachée ne semble plus accessible aujourd’hui. Apple ne s’est pas exprimée sur les résultats dévoilés hier, les failles corrigées ou sur les déclarations de la Russie. L’entreprise avait cependant nié toute implication dans l’opération et aide apportée à la NSA.

Quoi qu’il en soit, la situation rappelle la difficulté que peuvent avoir même les entreprises les mieux équipées en matière de sécurité dans ce type de cas. C’est d’autant plus vrai avec Apple, dont une grande partie des mécanismes de sécurité ne sont pas documentés. Le travail effectué et les résultats fournis sont le résultat d’une vaste rétro-ingénierie.

Ce que Boris Larin résume ainsi : « ce que nous savons, et ce que cette vulnérabilité démontre, c'est que les protections matérielles avancées sont inutiles face à un attaquant sophistiqué tant qu'il existe des caractéristiques matérielles permettant de contourner ces protections. La sécurité du matériel repose très souvent sur la "sécurité par l'obscurité" et il y est beaucoup plus difficile de faire de la rétro-ingénierie que pour les logiciels, mais c'est une approche erronée, car tôt ou tard, tous les secrets sont révélés. Les systèmes qui reposent sur la "sécurité par l'obscurité" ne peuvent jamais être vraiment sûrs ».