Компьютерные вирусы
На горе лежит дискета
У неё запорчен бут
Через дырочку в конверте
Её вирусы грызут
(Народный фольклор)
I Введение
К основным техническим феноменам 20-го века относятся, на мой взгляд, появление человека в космосе, утилизация атомной энергии вещества, грандиозный прогресс систем связи и передачи информации и, конечно же, ошеломляющее развитие микро- и макро-компьютеров. И как скоро появляется упоминание о феномене компьютеров, так тут же возникает еще один феномен конца нашего столетия - феномен компьютерных вирусов.
Быть может, многим покажется смешным или легкомысленным то, что факт возникновения компьютерных вирусов поставлен в один ряд с исследованиями космоса, атомного ядра и развитием электроники.
Во-первых, компьютерные вирусы - это серьезная и довольно заметная проблема, возникновения которой никто не ожидал. Даже всевидящие фантасты - футурологи прошлого не говорят об этом ничего (насколько это мне известно). В их многочисленных произведениях с той или иной точностью предсказаны практически все технические достижения настоящего (вспомним, например, Уэллса с его идеей полета из пушки на Луну и марсиан, вооруженных неким подобием лазера). Если же говорить о вычислительных машинах, то тема эта вылизана донельзя - однако нет ни одного пророчества, посвященного компьютерным вирусам. Тема вируса в произведениях писателей появилась уже после того, как первый реальный вирус поразил свой первый компьютер.
Во-вторых, компьютерные вирусы - это первая вполне удачная попытка создать жизнь. Попытка удачная, но нельзя сказать, что полезная - современные компьютерные «микроорганизмы» более всего напоминают насекомых-вредителей, приносящих только проблемы и неприятности.
Но все таки - жизнь, поскольку компьютерным вирусам присущи все атрибуты живого - способность к размножению, приспособляемости к среде, движению и т.д. (естественно, только в пределах компьютеров - так же как все вышесказанное верно для биологических вирусов в пределах клеток организма). Более того, существуют «двуполые» вирусы (см. вирус RMNS), а примером» многоклеточности» могут служить например, макро-вирусы, состоящие из нескольких независимых макросов.
И в-третьих, Практически все проблемы, решаемые при помощи вычислительной техники, являются продолжением целенаправленной борьбы человека с окружающей его природой. Природа ставит человеку длинное нелинейное дифференциальное уравнение в трехмерном пространстве - человек набивает компьютер процессорами, памятью, обвешивает пыльными проводами, много курит и в итоге решает это уравнение (или пребывает в состоянии уверенности, что решил). Природа дает человеку кусок провода с вполне определенными характеристиками - человек придумывает алгоритмы передачи как можно большего объема информации по этому проводу, терзает его модуляциями, сжимает байты в биты и терпеливо ждет сверхпроводимости при комнатной температуре. Природа (в лице фирмы IBM) дает человеку очередное ограничение в виде очередной версии IBM PC - и человек не спит ночами, опять много курит, оптимизируя коды очередной базы данных, дабы уместить ее в предоставленные ему ресурсы оперативной и дисковой памяти. И так далее.
А вот борьба с компьютерными вирусами является борьбой человека с человеческим же разумом (в некотором смысле тоже проявлением природных сил, хотя на этот счет имеется более одного мнения). Эта борьба является борьбой умов, поскольку задачи, стоящие перед вирусологами, ставят такие же люди. Они придумывают новый вирус – и в нем приходитсяразбираться. Затем они придумывают вирус, в котором разобраться очень тяжело - но в нем все равно разбираются. И сейчас наверняка где-то сидит за компьютером парень, страдающий над очередным монстром, в которомпридется разбираться целую неделю, а потом еще одну неделю отлаживать алгоритм антивируса.
Итак, появление компьютерных вирусов - один из наиболее интересных моментов в истории технического прогресса 20-го века, и настал момент закончить с около-философскими рассуждениями и перейти к конкретным вопросам. И вопрос об определении понятия «компьютерный вирус» будет стоять на первом месте.
Так что же такое компьютерный вирус?
II Попытка дать «нормальное» определение
Первые исследования саморазмножающихся искусственных конструкций проводились в середине нынешнего столетия. В работах фон Неймана, Винера и других авторов дано определение и проведен математический анализ конечных автоматов, в том числе и самовоспроизводящихся. Термин «компьютерный вирус» появился позднее - официально считается, что его впервые употребил сотрудник Лехайского университета (США) Ф.Коэн в 1984 г. на 7-й конференции по безопасности информации, проходившей в США. С тех пор прошло немало времени, острота проблемы вирусов многократно возросла, однако строгого определения, что же такое компьютерный вирус, так и не дано, несмотря на то, что попытки дать такое определение предпринимались неоднократно.
Основная трудность, возникающая при попытках дать строгое определение вируса, заключается в том, что практически все отличительные черты вируса (внедрение в другие объекты, скрытность, потенциальная опасность и проч.) либо присущи другим программам, которые никоим образом вирусами не являются, либо существуют вирусы, которые не содержат указанных выше отличительных черт (за исключением возможности распространения).
Например, если в качестве отличительной характеристики вируса принимается скрытность, то лекго привести пример вируса, не скрывающего своего распространения. Такой вирус перед заражением любого файла выводит сообщение, гласящее, что в компьютере находится вирус и этот вирус готов поразить очередной файл, затем выводит имя этого файла и запрашивает разрешение пользователя на внедрение вируса в файл.
Если в качестве отличительной черты вируса приводится возможность уничтожения им программ и данных на дисках, то в качестве контрпримера к данной отличительной черте можно привести десятки совершенно безобидных вирусов, которые кроме своего распространения ничем больше не отличаются.
Основная же особенность компьютерных вирусов - возможность их самопроизвольного внедрения в различные объекты операционной системы - присуща многим программам, которые не являются вирусами. Например, самая распространенная операционная система MS-DOS имеет в себе все необходимое, чтобы самопроизвольно устанавливаться на не-DOS'овские диски. Для этого достаточно на загрузочный флоппи-диск, содержащий DOS, записать файл AUTOEXEC.BAT следующего содержания:
SYS A:
COPY *.* A:
SYS B:
COPY *.* B:
SYS C:
COPY *.* C:
...
Модифицированная таким образом DOS сама станет самым настоящим вирусом с точки зрения практически любого существующего определения компьютерного вируса.
III Классификация вирусов
Вирусы можно разделить на классы по следующим основным признакам:
1.среда обитания;
1.1.файловые;
1.2.загрузочные;
1.3.макро;
1.4.сетевые.
2.операционная система (OC);
2.2.DOS.
2.3.WINDOWS.
2.4. Win95/NT.
2.5.. OS/2
2.6.Другие.
3.особенности алгоритма работы;
3.1.резидентность;
3.2.использование стелс-алгоритмов;
3.3.самошифрование и полиморфичность;
3.4.использование нестандартных приемов.
4.деструктивные возможности.
4.1.безвредные, т.е. никак не влияющие на работу компьютера (кроме уменьшения свободной памяти на диске в результате своего распространения);
4.2.неопасные, влияние которых ограничивается уменьшением свободной памяти на диске и графическими, звуковыми и пр. эффектами;
4.3.опасные вирусы, которые могут привести к серьезным сбоям в работе компьютера;
4.4.очень опасные, в алгоритм работы которых заведомо заложены процедуры, которые могут привести к потере программ, уничтожить данные, стереть необходимую для работы компьютера информацию, записанную в системных областях памяти, и даже, как гласит одна из непроверенных компьютерных легенд, способствовать быстрому износу движущихся частей механизмов - вводить в резонанс и разрушать головки некотоорых типов винчестеров.
Но даже если в алгоритме вируса не найдено ветвей, наносящих ущерб системе, этот вирус нельзя с полной уверенностью назвать безвредным, так как проникновение его в компьютер может вызвать непредсказуемые и порой катастрофические последствия. Ведь вирус, как и всякая программа, имеет ошибки, в результате которых могут быть испорчены как файлы, так и сектора дисков (например, вполне безобидный на первый взгляд вирус «DenZuk» довольно корректно работает с 360K дискетами, но может уничтожить информацию на дискетах большего объема). До сих пор попадаются вирусы, определяющие «COM или EXE» не по внутреннему формату файла, а по его расширению. Естественно, что при несовпадении формата и расширения имени файл после заражения оказывается неработоспособным. Возможно также «заклинивание» резидентного вируса и системы при использовании новых версий DOS, при работе в Windows или с другими мощными программными системами. И так далее.
Файловые вирусы либо различными способами внедряются в выполняемые файлы (наиболее распространенный тип вирусов), либо создают файлы-двойники (компаньон-вирусы), либо используют особенности организации файловой системы (link-вирусы).
Загрузочные вирусы записывают себя либо в загрузочный сектор диска (boot-сектор), либо в сектор, содержащий системный загрузчик винчестера (Master Boot Record), либо меняют указатель на активный boot-сектор.
Макро-вирусы заражают файлы-документы и электронные таблицы нескольких популярных редакторов.
Сетевые вирусы используют для своего распространения протоколы или команды компьютерных сетей и электронной почты.
Существует большое количество сочетаний - например, файлово-загрузочные вирусы, заражающие как файлы, так и загрузочные сектора дисков. Такие вирусы, как правило, имеют довольно сложный алгоритм работы, часто применяют оригинальные методы проникновения в систему, используют стелс и полиморфик-технологии. Другой пример такого сочетания - сетевой макро-вирус, который не только заражает редактируемые длокументы, но и рассылает свои копии по электронной почте.
Заражаемая операционная система(вернее, ОС, объекты которой подвержены заражению) является вторым уровнем деления вирусов на классы. Каждый файловый или сетевой вирус заражает файлы какой-либо одной или нескольких OS - DOS, Windows, Win95/NT, OS/2 и т.д.
Макро-вирусы заражают файлы форматов Word, Excel, Office97. Загрузочные вирусы также ориентированы на конкретные форматы расположения системных данных в загрузочных секторах дисков.
Резидентный вирус при инфицировании компьютера оставляет в оперативной памяти свою резидентную часть, которая затем перехватывает обращения операционной системы к объектам заражения и внедряется в них. Резидентные вирусы находятся в памяти и являются активными вплоть до выключения компьютера или перезагрузки операционной системы. Нерезидентные вирусы не заражают память компьютера и сохраняют активность ограниченное время. Некоторые вирусы оставляют в оперативной памяти небольшие резидентные программы, которые не распространяют вирус. Такие вирусы считаются нерезидентными.
Резидентными можно считать макро-вирусы, посколько они постоянно присутствуют в памяти компьютера на все время работы зараженного редактора. При этом роль операционной системы берет на себя редактор, а понятие «перезагрузка операционной системы» трактуется как выход из редактора.
В многозадачных операционных системах время «жизни» резидентного DOS-вируса также может быть ограничено моментом закрытия зараженного DOS-окна, а активность загрузочных вирусов в некоторых операционных системах ограничивается моментом инсталляции дисковых драйверов OC.
Использование стелс-алгоритмов позволяет вирусам полностью или частично скрыть себя в системе. Наиболее распространенным стелс-алгоритмом является перехват запросов OC на чтение/запись зараженных объектов. Стелс-вирусы при этом либо временно лечат их, либо «подставляют» вместо себя незараженные участки информации. В случае макро-вирусов наиболее популярный способ — запрет вызовов меню просмотра макросов. Один из первых файловых стелс-вирусов — вирус «Frodo», первый загрузочный стелс-вирус — «Brain».
Самошифрование и полиморфичность используются практически всеми типами вирусов для того, чтобы максимально усложнить процедуру детектирования вируса. Полиморфик-вирусы (polymorphic) - это достаточно труднообнаружимые вирусы, не имеющие сигнатур, т.е. не содержащие ни одного постоянного участка кода. В большинстве случаев два образца одного и того же полиморфик-вируса не будут иметь ни одного совпадения. Это достигается шифрованием основного тела вируса и модификациями программы-расшифровщика.
Различные нестандартные приемы часто используются в вирусах для того, чтобы как можно глубже спрятать себя в ядре OC (как это делает вирус «3APA3A»), защитить от обнаружения свою резидентную копию (вирусы «TPVO», «Trout2»), затруднить лечение от вируса (например, поместив свою копию в Flash-BIOS) и т.д.
IV Пути проникновения вирусов в компьютер и механизм распределения вирусных программ
Основными путями проникновения вирусов в компьютер являются съемные диски (гибкие и лазерные), а также компьютерные сети. Заражение жесткого диска вирусами может произойти при загрузке программы с дискеты, содержащей вирус. Такое заражение может быть и случайным, например, если дискету не вынули из дисковода А и перезагрузили компьютер, при этом дискета может быть и не системной. Заразить дискету гораздо проще. На нее вирус может попасть, даже если дискету просто вставили в дисковод зараженного компьютера и, например, прочитали ее оглавление.
Вирус, как правило, внедряется в рабочую программу таким образом, чтобы при ее запуске управление сначала передалось ему и только после выполнения всех его команд снова вернулось к рабочей программе. Получив доступ к управлению, вирус прежде всего переписывает сам себя в другую рабочую программу и заражает ее. После запуска программы, содержащей вирус, становится возможным заражение других файлов. Наиболее часто вирусом заражаются загрузочный сектор диска и исполняемые файлы, имеющие расширения EXE, COM, SYS, BAT. Крайне редко заражаются текстовые файлы.
После заражения программы вирус может выполнить какую-нибудь диверсию, не слишком серьезную, чтобы не привлечь внимания. И наконец, не забывает возвратить управление той программе, из которой был запущен. Каждое выполнение зараженной программы переносит вирус в следующую. Таким образом, заразится все программное обеспечение.
Для иллюстрации процесса заражения компьютерной программы вирусом имеет смысл уподобить дисковую память старомодному архиву с папками на тесьме. В папках расположены программы, а последовательность операций по внедрению вируса будет в этом случае выглядеть следующим образом.
VПризнаки появления вирусов
При заражении компьютера вирусом важно его обнаружить. Для этого следует знать об основных признаках проявления вирусов. К ним можно отнести следующие:
1.прекращение работы или неправильная работа ранее успешно функционировавших программ
2. медленная работа компьютера
3. невозможность загрузки операционной системы
4. исчезновение файлов и каталогов или искажение их содержимого
5. изменение даты и времени модификации файлов
6. изменение размеров файлов
7. неожиданное значительное увеличение количества файлов на диске
8. существенное уменьшение размера свободной оперативной памяти
9. вывод на экран непредусмотренных сообщений или изображений
10. подача непредусмотренных звуковых сигналов
11. частые зависания и сбои в работе компьютера
Следует отметить, что вышеперечисленные явления необязательно вызываются присутствием вируса, а могут быть следствием других причин. Поэтому всегда затруднена правильная диагностика состояния компьютера.
Библиографический список
1. Информатика: Учебник / под ред. Проф. Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 1997.
2. Энциклопедия тайн и сенсаций / Подгот. текста Ю.Н. Петрова. - Мн.: Литература, 1996.
3. Безруков Н.Н. Компьютерные вирусы. - М.: Наука, 1991.
4. Мостовой Д.Ю. Современные технологии борьбы с вирусами // Мир ПК. - №8. - 1993.
Содержание:
I Введение……………………………………………………………………..
II Попытка дать «нормальное» определение………………………………..
III Классификация вирусов……………………………………………………
IV Пути проникновения
вирусов в компьютер и механизм распределения вирусных программ..
V Признаки появления вирусов………………………………………………
Библиографический список…………………………………………………...