Реферат: Вирусы: свойства, классификация и методы защиты
Сейчас применяются персональные компьютеры, в которых пользователь имеет свободный доступ ко всем ресурсам машины. Именно это открыло возможность для опасности, которая получила название компьютерного вируса.
Что такое компьютерный вирус? Формальное определение этого понятия до сих пор не придумано, и есть серьезные сомнения, что оно вообще может быть дано. Многочисленные попытки дать "современное" определение вируса не привели к успеху. Чтобы почувствовать всю сложность проблемы, попробуйте, к примеру, дать определение понятия "редактор". Вы либо придумаете нечто очень общее, либо начнете перечислять все известные типы редакторов. И то и другое вряд ли можно считать приемлемым. Поэтому мы ограничимся рассмотрением некоторых свойств компьютерных вирусов, которые позволяют говорить о них как о некотором определенном классе программ.
[sms]Прежде всего, вирус - это программа. Такое простое утверждение само по себе способно развеять множество легенд о необыкновенных возможностях компьютерных вирусов. Вирус может перевернуть изображение на вашем мониторе, но не может перевернуть сам монитор. К легендам о вирусах-убийцах, "уничтожающих операторов посредством вывода на экран смертельной цветовой гаммы 25-м кадром" также не стоит относиться серьезно. К сожалению, некоторые авторитетные издания время от времени публикуют "самые свежие новости с компьютерных фронтов", которые при ближайшем рассмотрении оказываются следствием не вполне ясного понимания предмета.
Вирус - программа, обладающая способностью к самовоспроизведению. Такая способность является единственным средством, присущим всем типам вирусов. Но не только вирусы способны к самовоспроизведению. Любая операционная система и еще множество программ способны создавать собственные копии. Копии же вируса не только не обязаны полностью совпадать с оригиналом, но и могут вообще с ним не совпадать!
Вирус не может существовать в "полной изоляции": сегодня нельзя представить себе вирус, который не использует код других программ, информацию о файловой структуре или даже просто имена других программ. Причина понятна: вирус должен каким-нибудь способом обеспечить передачу себе управления.
Классификация вирусов
В настоящее время известно более 5000 программных вирусов, их можно классифицировать по следующим признакам:
среде обитания
способу заражения среды обитания
воздействию
особенностям алгоритма
В зависимости от среды обитания вирусы можно разделить на сетевые, файловые, загрузочные и файлово-загрузочные. Сетевые вирусы распространяются по различным компьютерным сетям. Файловые вирусы внедряются главным образом в исполняемые модули, т. е. В файлы, имеющие расширения COM и EXE. Файловые вирусы могут внедряться и в другие типы файлов, но, как правило, записанные в таких файлах, они никогда не получают управление и, следовательно, теряют способность к размножению. Загрузочные вирусы внедряются в загрузочный сектор диска (Boot-сектор) или в сектор, содержащий программу загрузки системного диска (Master Boot Re-cord). Файлово-загрузочные вирусы заражают как файлы, так и загрузочные сектора дисков.
По способу заражения вирусы делятся на резидентные и нерезидентные. Резидентный вирус при заражении (инфицировании) компьютера оставляет в оперативной памяти свою резидентную часть, которая потом перехватывает обращение операционной системы к объектам заражения (файлам, загрузочным секторам дисков и т. п.) и внедряется в них. Резидентные вирусы находятся в памяти и являются активными вплоть до выключения или перезагрузки компьютера. Нерезидентные вирусы не заражают память компьютера и являются активными ограниченное время.
По степени воздействия вирусы можно разделить на следующие виды:
неопасные, не мешающие работе компьютера, но уменьшающие объем свободной оперативной памяти и памяти на дисках, действия таких вирусов проявляются в каких-либо графических или звуковых эффектах
опасные вирусы, которые могут привести к различным нарушениям в работе компьютера
очень опасные, воздействие которых может привести к потере программ, уничтожению данных, стиранию информации в системных областях диска.
По особенностям алгоритма вирусы трудно классифицировать из-за большого разнообразия. Простейшие вирусы - паразитические, они изменяют содержимое файлов и секторов диска и могут быть достаточно легко обнаружены и уничтожены. Можно отметить вирусы-репликаторы, называемые червями, которые распространяются по компьютерным сетям, вычисляют адреса сетевых компьютеров и записывают по этим адресам свои копии.
Известны вирусы-невидимки, называемые стелс-вирусами, которые очень трудно обнаружить и обезвредить, так как они перехватывают обращения операционной системы к пораженным файлам и секторам дисков и подставляют вместо своего тела незараженные участки диска. Наиболее трудно обнаружить вирусы-мутанты, содержащие алгоритмы шифровки-расшифровки, благодаря которым копии одного и того же вируса не имеют ни одной повторяющейся цепочки байтов. Имеются и так называемые квазивирусные или "троянские" программы, которые хотя и не способны к самораспространению, но очень опасны, так как, маскируясь под полезную программу, разрушают загрузочный сектор и файловую систему дисков.
Теперь поподробнее о некоторых из этих групп.
Загрузочные вирусы
Рассмотрим схему функционирования очень простого загрузочного вируса, заражающего дискеты.
Что происходит, когда вы включаете компьютер? Первым делом управление передается программе начальной загрузки, которая хранится в постоянно запоминающем устройстве (ПЗУ) т.е. ПНЗ ПЗУ.
Эта программа тестирует и при успешном завершении проверок пытается найти дискету в дисководе А:
Всякая дискета размечена на т.н. секторы и дорожки. Секторы объединяются в кластеры, но это для нас несущественно.
Среди секторов есть несколько служебных, используемых операционной системой для собственных нужд (в этих секторах не могут размещаться ваши данные). Среди служебных секторов нас интересует сектор начальной загрузки (boot-sector).
В секторе начальной загрузки хранится информация о дискете - количество поверхностей, количество дорожек, количество секторов и пр. Но нас сейчас интересует не эта информация, а небольшая программа начальной загрузки (ПНЗ), которая должна загрузить саму операционную систему и передать ей управление.
Таким образом, нормальная схема начальной загрузки следующая:
ПНЗ (ПЗУ) - ПНЗ (диск) - СИСТЕМА
Теперь рассмотрим вирус. В загрузочных вирусах выделяют две части: голову и т.н. хвост. Хвост может быть пустым.
Пусть у вас имеются чистая дискета и зараженный компьютер, под которым мы понимаем компьютер с активным резидентным вирусом. Как только этот вирус обнаружит, что в дисководе появилась подходящая жертва - в нашем случае не защищенная от записи и еще не зараженная дискета, он приступает к заражению. Заражая дискету, вирус производит следующие действия:
выделяет некоторую область диска и помечает ее как недоступную операционной системе, это можно сделать по-разному, в простейшем и традиционном случае занятые вирусом секторы помечаются как сбойные (bad)
копирует в выделенную область диска свой хвост и оригинальный (здоровый) загрузочный сектор
замещает программу начальной загрузки в загрузочном секторе (настоящем) своей головой
организует цепочку передачи управления согласно схеме.
Таким образом, голова вируса теперь первой получает управление, вирус устанавливается в память и передает управление оригинальному загрузочному сектору. В цепочке
ПНЗ (ПЗУ) - ПНЗ (диск) - СИСТЕМА
появляется новое звено:
ПНЗ (ПЗУ) - ВИРУС - ПНЗ (диск) - СИСТЕМА
Мы рассмотрели схему функционирования простого бутового вируса, живущего в загрузочных секторах дискет. Как правило, вирусы способны заражать не только загрузочные секторы дискет, но и загрузочные секторы винчестеров. При этом в отличие от дискет на винчестере имеются два типа загрузочных секторов, содержащих программы начальной загрузки, которые получают управление. При загрузке компьютера с винчестера первой берет на себя управление программа начальной загрузки в MBR (Master Boot Record - главная загрузочная запись). Если ваш жесткий диск разбит на несколько разделов, то лишь один из них помечен как загрузочный (boot). Программа начальной загрузки в MBR находит загрузочный раздел винчестера и передает управление на программу начальной загрузки этого раздела. Код последней совпадает с кодом программы начальной загрузки, содержащейся на обычных дискетах, а соответствующие загрузочные секторы отличаются только таблицами параметров. Таким образом, на винчестере имеются два объекта атаки загрузочных вирусов - программа начальной загрузки в MBR и программа начальной загрузки в бут-секторе загрузочного диска.
Файловые вирусы
Рассмотрим теперь схему работы простого файлового вируса. В отличие от загрузочных вирусов, которые практически всегда резидентны, файловые вирусы совсем не обязательно резидентны. Рассмотрим схему функционирования нерезидентного файлового вируса. Пусть у нас имеется инфицированный исполняемый файл. При запуске такого файла вирус получает управление, производит некоторые действия и передает управление "хозяину"
Какие же действия выполняет вирус? Он ищет новый объект для заражения - подходящий по типу файл, который еще не заражен. Заражая файл, вирус внедряется в его код, чтобы получить управление при запуске этого файла. Кроме своей основной функции - размножения, вирус вполне может сделать что-нибудь замысловатое (сказать, спросить, сыграть) - это уже зависит от фантазии автора вируса. Если файловый вирус резидентный, то он установится в память и получит возможность заражать файлы и проявлять прочие способности не только во время работы зараженного файла. Заражая исполняемый файл, вирус всегда изменяет его код - следовательно, заражение исполняемого файла всегда можно обнаружить. Но, изменяя код файла, вирус не обязательно вносит другие изменения:
он не обязан менять длину файла
неиспользуемые участки кода
не обязан менять начало файла
Наконец, к файловым вирусам часто относят вирусы, которые "имеют некоторое отношение к файлам", но не обязаны внедряться в их код.
Таким образом, при запуске любого файла вирус получает управление (операционная система запускает его сама), резидентно устанавливается в память и передает управление вызванному файлу.
Загрузочно-файловые вирусы
Мы не станем рассматривать модель загрузочно-файлового вируса, ибо никакой новой информации вы при этом не узнаете. Но здесь представляется удобный случай кратко обсудить крайне "популярный" в последнее время загрузочно-файловый вирус OneHalf, заражающий главный загрузочный сектор (MBR) и исполняемые файлы. Основное разрушительное действие - шифрование секторов винчестера. При каждом запуске вирус шифрует очередную порцию секторов, а, зашифровав половину жесткого диска, радостно сообщает об этом. Основная проблема при лечении данного вируса состоит в том, что недостаточно просто удалить вирус из MBR и файлов, надо расшифровать зашифрованную им информацию.
Полиморфные вирусы
Большинство вопросов связано с термином "полиморфный вирус". Этот вид компьютерных вирусов представляется на сегодняшний день наиболее опасным. Объясним же, что это такое.
Полиморфные вирусы - вирусы, модифицирующие свой код в зараженных программах таким образом, что два экземпляра одного и того же вируса могут не совпадать ни в одном бите.
Такие вирусы не только шифруют свой код, используя различные пути шифрования, но и содержат код генерации шифровщика и расшифровщика, что отличает их от обычных шифровальных вирусов, которые также могут шифровать участки своего кода, но имеют при этом постоянный код шифровальщика и расшифровщика.
Полиморфные вирусы - это вирусы с самомодифицирующимися расшифровщиками. Цель такого шифрования: имея зараженный и оригинальный файлы, вы все равно не сможете проанализировать его код с помощью обычного дизассемблирования. Этот код зашифрован и представляет собой бессмысленный набор команд. Расшифровка производится самим вирусом уже непосредственно во время выполнения. При этом возможны варианты: он может расшифровать себя всего сразу, а может выполнить такую расшифровку "по ходу дела", может вновь шифровать уже отработавшие участки. Все это делается ради затруднения анализа кода вируса.
Стелс-вирусы
В ходе проверки компьютера антивирусные программы считывают данные - файлы и системные области с жестких дисков и дискет, пользуясь средствами операционной системы и базовой системы ввода/вывода BIOS. Ряд вирусов, после запуска оставляют в оперативной памяти компьютера специальные модули, перехватывающие обращение программ к дисковой подсистеме компьютера. Если такой модуль обнаруживает, что программа пытается прочитать зараженный файл или системную область диска, он на ходу подменяет читаемые данные, как будто вируса на диске нет.
Стелс-вирусы обманывают антивирусные программы и в результате остаются незамеченными. Тем не менее, существует простой способ отключить механизм маскировки стелс-вирусов. Достаточно загрузить компьютер с не зараженной системной дискеты и сразу, не запуская других программ с диска компьютера (которые также могут оказаться зараженными), проверить компьютер антивирусной программой.
При загрузке с системной дискеты вирус не может получить управление и установить в оперативной памяти резидентный модуль, реализующий стелс-механизм. Антивирусная программа сможет прочитать информацию, действительно записанную на диске, и легко обнаружит вирус.
Троянские кони, программные закладки и сетевые черви
Троянский конь - это программа, содержащая в себе некоторую разрушающую функцию, которая активизируется при наступлении некоторого условия срабатывания. Обычно такие программы маскируются под какие-нибудь полезные утилиты. Вирусы могут нести в себе троянских коней или "троянизировать" другие программы - вносить в них разрушающие функции.
"Троянские кони" представляют собой программы, реализующие помимо функций, описанных в документации, и некоторые другие функции, связанные с нарушением безопасности и деструктивными действиями. Отмечены случаи создания таких программ с целью облегчения распространения вирусов. Списки таких программ широко публикуются в зарубежной печати. Обычно они маскируются под игровые или развлекательные программы и наносят вред под красивые картинки или музыку.
Программные закладки также содержат некоторую функцию, наносящую ущерб ВС, но эта функция, наоборот, старается быть как можно незаметнее, т.к. чем дольше программа не будет вызывать подозрений, тем дольше закладка сможет работать.
Если вирусы и "троянские кони" наносят ущерб посредством лавинообразного саморазмножения или явного разрушения, то основная функция вирусов типа "червь", действующих в компьютерных сетях, - взлом атакуемой системы, т.е. преодоление защиты с целью нарушения безопасности и целостности.
В более 80% компьютерных преступлений, расследуемых ФБР, "взломщики" проникают в атакуемую систему через глобальную сеть Internet. Когда такая попытка удается, будущее компании, на создание которой ушли годы, может быть поставлено под угрозу за какие-то секунды.
Этот процесс может быть автоматизирован с помощью вируса, называемого сетевой червь.
Червями называют вирусы, которые распространяются по глобальным сетям, поражая целые системы, а не отдельные программы. Это самый опасный вид вирусов, так как объектами нападения в этом случае становятся информационные системы государственного масштаба. С появлением глобальной сети Internet этот вид нарушения безопасности представляет наибольшую угрозу, т. к. ему в любой момент может подвергнуться любой из 40 миллионов компьютеров, подключенных к этой сети.
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.
Признаки появления вирусов
При заражении компьютера вирусом важно его обнаружить. Для этого следует знать об основных признаках проявления вирусов. К ним можно отнести следующие:
прекращение работы или неправильная работа ранее успешно функционировавших программ
медленная работа компьютера
невозможность загрузки операционной системы
исчезновение файлов и каталогов или искажение их содержимого
изменение даты и времени модификации файлов
изменение размеров файлов
неожиданное значительное увеличение количества файлов на диске
существенное уменьшение размера свободной оперативной памяти
вывод на экран непредусмотренных сообщений или изображений
подача непредусмотренных звуковых сигналов
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.
Методы защиты от компьютерных вирусов
Каким бы не был вирус, пользователю необходимо знать основные методы защиты от компьютерных вирусов.
Для защиты от вирусов можно использовать:
общие средства защиты информации, которые полезны также и как страховка от физической порчи дисков, неправильно работающих программ или ошибочных действий пользователя;
профилактические меры, позволяющие уменьшить вероятность заражения вирусом;
специализированные программы для защиты от вирусов.
Общие средства защиты информации полезны не только для защиты от вирусов. Имеются две основные разновидности этих средств:
копирование информации - создание копий файлов и системных областей дисков;
разграничение доступа предотвращает несанкционированное использование информации, в частности, защиту от изменений программ и данных вирусами, неправильно работающими программами и ошибочными действиями пользователей.
Несмотря на то, что общие средства защиты информации очень важны для защиты от вирусов, все же их недостаточно. Необходимо и применение специализированных программ для защиты от вирусов. Эти программы можно разделить на несколько видов: детекторы, доктора (фаги), ревизоры, доктора-ревизоры, фильтры и вакцины (иммунизаторы).
ПРОГРАММЫ-ДЕТЕКТОРЫ позволяют обнаруживать файлы, зараженные одним из нескольких известных вирусов. Эти программы проверяют, имеется ли в файлах на указанном пользователем диске специфическая для данного вируса комбинация байтов. При ее обнаружении в каком-либо файле на экран выводится соответствующее сообщение. Многие детекторы имеют режимы лечения или уничтожения зараженных файлов. Следует подчеркнуть, что программы-детекторы могут обнаруживать только те вирусы, которые ей "известны". Программа Scan фирмы McAfee Associates и Aidstest Д.Н.Лозинского позволяют обнаруживать около 9000 вирусов, но всего их более двадцати тысяч! Некоторые программы-детекторы, например Norton AntiVirus или AVSP фирмы "Диалог-МГУ", могут настраивать на новые типы вирусов, им необходимо лишь указать комбинации байтов, присущие этим вирусам. Тем не мнение невозможно разработать такую программу, которая могла бы обнаруживать любой заранее неизвестный вирус.
Таким образом, из того, что программа не опознается детекторами как зараженная, не следует, что она здорова - в ней могут сидеть какой-нибудь новый вирус или слегка модифицированная версия старого вируса, неизвестные программам-детекторам.
Многие программы-детекторы (в том числе и Aidstest) не умеют обнаруживать заражение "невидимыми" вирусами, если такой вирус активен в памяти компьютера. Дело в том, что для чтения диска они используют функции DOS, а они перехватываются вирусом, который говорит, что все хорошо. Правда, Aidstest и другие детекторы пытаются выявить вирус путем просмотра оперативной памяти, но против некоторых "хитрых" вирусов это не помогает. Так что надежный диагноз программы-детекторы дают только при загрузке DOS с "чистой", защищенной от записи дискеты, при этом копия программы-детектора также должна быть запущена с этой дискеты.
Некоторые детекторы (скажем ADinf фирмы "Диалог-Наука") умеют ловить "невидимые" вирусы, даже когда они активны. Для этого они читают диск, не используя вызовы DOS. Правда, этот метод работает не на всех дисководах.
Большинство программ-детекторов имеют функцию "доктора", т.е. они пытаются вернуть зараженные файлы или области диска в их исходное состояние. Те файлы, которые не удалось восстановить, как правило, делаются неработоспособными или удаляются.
Большинство программ-докторов умеют "лечить" только от некоторого фиксированного набора вирусов, поэтому они быстро устаревают. Но некоторые программы могут обучаться не только способам обнаружения, но и способам лечения новых вирусов. К таким программам относится AVSP фирмы "Диалог-МГУ".
ПРОГРАММЫ-РЕВИЗОРЫ имеют две стадии работы. Сначала они запоминают сведения о состоянии программ и системных областей дисков (загрузочного сектора и сектора с таблицей разбиения жесткого диска). Предполагается, что в этот момент программы и системные области дисков не заражены. После этого с помощью программы-ревизора можно в любой момент сравнить состояние программ и системных областей дисков с исходным. О выявленных несоответствиях сообщается пользователю.
Чтобы проверка состояния программ и дисков проходила при каждой загрузке операционной системы, необходимо включить команду запуска программы-ревизора в командный файл AUTOEXEC.BAT. Это позволяет обнаружить заражение компьютерным вирусом, когда он еще не успел нанести большого вреда. Более того, та же программа-ревизор сможет найти поврежденные вирусом файлы.
Многие программы-ревизоры являются довольно "интеллектуальными" - они могут отличать изменения в файлах, вызванные, например, переходом к новой версии программы, от изменений, вносимых вирусом, и не поднимают ложной тревоги. Дело в том, что вирусы обычно изменяют файлы весьма специфическим образом и производят одинаковые изменения в разных программных файлах. Понятно, что в нормальной ситуации такие изменения практически никогда не встречаются, поэтому программа-ревизор, зафиксировав факт таких изменений, может с уверенностью сообщить, что они вызваны именно вирусом.
Другие программы часто используют различные полумеры - пытаются обнаружить вирус в оперативной памяти, требуют вызовы из первой строки файла AUTOEXEC.BAT, надеясь работать на "чистом" компьютере, и т.д. Увы, против некоторых "хитрых" вирусов все это бесполезно.
Для проверки того, не изменился ли файл, некоторые программы-ревизоры проверяют длину файла. Но эта проверка недостаточна - некоторые вирусы не изменяют длину зараженных файлов. Более надежная проверка - прочесть весь файл и вычислить его контрольную сумму. Изменить файл так, чтобы его контрольная сумма осталась прежней, практически невозможно.
В последнее время появились очень полезные гибриды ревизоров и докторов, т.е. ДОКТОРА-РЕВИЗОРЫ,- программы, которые не только обнаруживают изменения в файлах и системных областях дисков, но и могут в случае изменений автоматически вернуть их в исходное состояние. Такие программы могут быть гораздо более универсальными, чем программы-доктора, поскольку при лечении они используют заранее сохраненную информацию о состоянии файлов и областей дисков. Это позволяет им вылечивать файлы даже от тех вирусов, которые не были созданы на момент написания программы.
Но они могут лечить не от всех вирусов, а только от тех, которые используют "стандартные", известные на момент написания программы, механизмы заражения файлов.
Существуют также ПРОГРАММЫ-ФИЛЬТРЫ, которые располагаются резидентно в оперативной памяти компьютера и перехватывают те обращения к операционной системе, которые используются вирусами для размножения и нанесения вреда, и сообщают о них пользователя. Пользователь может разрешить или запретить выполнение соответствующей операции.
Некоторые программы-фильтры не "ловят" подозрительные действия, а проверяют вызываемые на выполнение программы на наличие вирусов. Это вызывает замедление работы компьютера.
Однако преимущества использования программ-фильтров весьма значительны - они позволяют обнаружить многие вирусы на самой ранней стадии, когда вирус еще не успел размножиться и что-либо испортить. Тем самым можно свести убытки от вируса к минимуму.
ПРОГРАММЫ-ВАКЦИНЫ, или ИММУНИЗАТОРЫ, модифицируют программы и диски таким образом, что это не отражается на работе программ, но тот вирус, от которого производится вакцинация, считает эти программы или диски уже зараженными. Эти программы крайне неэффективны. [/sms]
