Компьютерные вирусы

ВВЕДЕНИЕ

Мы живем на стыке двух тысячелетий, когда человечество вступило в эпоху

новой научно-технической революции.

К концу двадцатого века люди овладели многими тайнами превращения

вещества и энергии и сумели использовать эти знания для улучшения своей

жизни. Но кроме вещества и энергии в жизни человека огромную роль играет

еще одна составляющая - информация. Это самые разнообразные сведения,

сообщения, известия, знания, умения.

В середине нашего столетия появились специальные устройства - компьютеры,

ориентированные на хранение и преобразование информации и произошла

компьютерная революция.

Сегодня массовое применение персональных компьютеров, к сожалению,

оказалось связанным с появлением самовоспроизводящихся программ-вирусов,

препятствующих нормальной работе компьютера, разрушающих файловую структуру

дисков и наносящих ущерб хранимой в компьютере информации.

Несмотря на принятые во многих странах законы о борьбе с компьютерными

преступлениями и разработку специальных программных средств защиты от

вирусов, количество новых программных вирусов постоянно растет. Это требует

от пользователя персонального компьютера знаний о природе вирусов, способах

заражения вирусами и защиты от них. Это и послужило стимулом для выбора

темы моей работы.

Именно об этом я рассказываю в своем реферате. Я показываю основные виды

вирусов, рассматриваю схемы их функционирования, причины их появления и

пути проникновения в компьютер, а также предлагаю меры по защите и

профилактике.

Цель работы - ознакомить пользователя с основами компьютерной

вирусологии, научить обнаруживать вирусы и бороться с ними. Метод работы -

анализ печатных изданий по данной теме. Передо мной встала непростая задача

- рассказать о том, что еще очень мало исследовалось, и как это получилось

- судить вам.

1. КОМПЬЮТЕРНЫЕ ВИРУСЫ, ИХ СВОЙСТВА

И КЛАССИФИКАЦИЯ

1. Свойства компьютерных вирусов

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.

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.

1.2. 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.

2. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ВИРУСОВ

И СХЕМЫ ИХ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

Среди всего разнообразия вирусов можно выделить следующие основные

группы:

- загрузочные

- файловые

- файлово-загрузочные

Теперь поподробнее об каждой из этих групп.

2.1. Загрузочные вирусы

Рассмотрим схему функционирования очень простого загрузочного вируса,

заражающего дискеты. Мы сознательно обойдем все многочисленные тонкости,

которые неизбежно встретились бы при строгом разборе алгоритма его

функционирования.

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 оборудование 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 пока интересует один - т.н. 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 - т.н.

голову и т.н. хвост. Хвост, вообще говоря, 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:

n 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)

n копирует в выделенную область диска свой хвост и оригинальный

(здоровый) загрузочный сектор

n замещает программу начальной загрузки в загрузочном секторе

(настоящем) своей головой

n 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

Мораль ясна: никогда не оставляйте (случайно) дискет в дисководе А.

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.

2.2. 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» (хотя еще

неизвестно, кто в такой ситуации хозяин).

Какие же действия выполняет вирус? Он ищет новый объект для заражения -

подходящий по типу файл, который еще не заражен (в том случае, если вирус

«приличный», а то попадаются такие, что заражают сразу, ничего не

проверяя). 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:

o он не обязан менять длину файла

o неиспользуемые участки кода

o 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.

Рассмотрим в качестве примера схему функционирования вирусов известного

семейства Dir-II. Нельзя не признать, что появившись в 1991 г., эти вирусы

стали причиной настоящей эпидемии чумы в России. Рассмотрим модель, на

которой ясно видна основная идея вируса. Информация о файлах хранится в

каталогах. Каждая запись каталога включает в себя имя файла, дату и время

создания, некоторую дополнительную информацию, номер первого кластера файла

и т.н. резервные байты. Последние оставлены «про запас» и самой MS-DOS не

используются.

При запуске исполняемых файлов система считывает из записи в каталоге

первый кластер файла и далее все остальные кластеры. Вирусы семейства Dir-

II производят следующую «реорганизацию» файловой системы: сам вирус

записывается в некоторые свободные секторы диска, которые он помечает как

сбойные. Кроме того, он сохраняет информацию о первых кластерах исполняемых

файлов в резервных битах, а на место этой информации записывает ссылки на

себя.

Таким образом, при запуске любого файла вирус получает управление

(операционная система запускает его сама), резидентно устанавливается в

память и передает управление вызванному файлу.

2.3. 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. Наиболее «смертельное» действие - просто

переписать новый здоровый MBR. Главное - не паникуйте. Взвесьте все

спокойно, посоветуйтесь со специалистами.

2.4. 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.

3. ИСТОРИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ВИРУСОЛОГИИ

И ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ ВИРУСОВ

История компьютерной вирусологии представляется сегодня постоянной

«гонкой за лидером», причем, не смотря на всю мощь современных антивирусных

программ, лидерами являются именно вирусы. Среди тысяч вирусов лишь

несколько десятков являются оригинальными разработками, использующими

действительно принципиально новые идеи. Все остальные - «вариации на тему».

Но каждая оригинальная разработка заставляет создателей антивирусов

приспосабливаться к новым условиям, догонять вирусную технологию. Последнее

можно оспорить. Например, в 1989 году американский студент сумел создать

вирус, который вывел из строя около 6000 компьютеров Министерства обороны

США. Или эпидемия известного вируса Dir-II, разразившаяся в 1991 году.

Вирус использовал действительно оригинальную, принципиально новую

технологию и на первых порах сумел широко распространиться за счет

несовершенства традиционных антивирусных средств.

Или всплеск компьютерных вирусов в Великобритании : Кристоферу Пайну

удалось создать вирусы Pathogen и Queeq, а также вирус Smeg. Именно

последний был самым опасным, его можно было накладывать на первые два

вируса, и из-за этого после каждого прогона программы они меняли

конфигурацию. Поэтому их было невозможно уничтожить. Чтобы распространить

вирусы, Пайн скопировал компьютерные игры и программы, заразил их, а затем

отправил обратно в сеть. Пользователи загружали в свои компьютеры

зараженные программы и инфицировали диски. Ситуация усугубилась тем, что

Пайн умудрился занести вирусы и в программу, которая с ними борется.

Запустив ее, пользователи вместо уничтожения вирусов получали еще один. В

результате этого были уничтожены файлы множества фирм, убытки составили

миллионы фунтов стерлингов.

Широкую известность получил американский программист Моррис. Он

известен как создатель вируса, который в ноябре 1988 года заразил порядка

7 тысяч персональных компьютеров, подключенных к Internet.

Причины появления и распространения компьютерных вирусов, с одной

стороны, скрываются в психологии человеческой личности и ее теневых

сторонах (зависти, мести, тщеславии непризнанных творцов, невозможности

конструктивно применить свои способности), с другой стороны, обусловлены

отсутствием аппаратных средств защиты и противодействия со стороны

операционной системы персонального компьютера.

4. 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,