Компьютерные вирусы и антивирусные программы

Компьютерные вирусы и антивирусные программы.

На эту тему написаны десятки книг и сотни статей, борьбой с компьютерными вирусами профессионально занимаются сотни (или тысячи) специалистов в десятках (а может быть, сотнях) компаний. Компьютерные вирусы были и остаются одной из наиболее распространенных причин потери информации. Известны случаи, когда вирусы блокировали работу организаций и предприятий. Более того, несколько лет назад был зафиксирован случай, когда компьютерный вирус стал причиной гибели человека - в одном из госпиталей Нидерландов пациент получил летальную дозу морфия по той причине, что компьютер был заражен вирусом и выдавал неверную информацию.

Несмотря на огромные усилия конкурирующих между собой антивирусных фирм, убытки, приносимые компьютерными вирусами, не падают и достигают астрономических величин в сотни миллионов долларов ежегодно. Эти оценки явно занижены, поскольку известно становится лишь о части подобных инцидентов.

При этом следует иметь в виду, что антивирусные программы и «железо» не дают полной гарантии защиты от вирусов. Зачастую как пользователи, так и профессионалы-программисты не имеют даже навыков «самообороны», а их представления о вирусе порой являются настолько поверхностными, что лучше бы их (представлений) и не было.

Феномен компьютерных вирусов. 20-е столетие несомненно является одним из поворотных этапов в жизни человечества. Человечество захвачено техникой и уже вряд ли откажется от удобств, предоставляемых ею (мало кто пожелает поменять современный автомобиль на гужевую тягу). Уже забыта обычная почта с ее конвертами и почтальонами - вместо нее пришла электронная почта с ее ошеломляющей скоростью доставки (до нескольких минут вне зависимости от расстояния) и очень высокой надежностью. Не представляется уже существование современного общества без компьютера, способного многократно повысить производительность труда и доставить любую мыслимую информацию.

Сегодня 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. 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, тема вирусов стоит несколько особняком от всех остальных задач, решаемых при помощи компьютера. Борьба с компьютерными вирусами является борьбой человека с человеческим же разумом. Эта борьба является борьбой умов, поскольку задачи, стоящие перед вирусологами, ставят такие же люди. Одни придумывают новый вирус - а другим с ним разбираться.

Что такое компьютерный вирус. Объяснений, что такое компьютерный вирус, можно привести несколько.

Объяснение бытовое. Рассмотрим работу клерка, занимающегося исключительно с бумагами (идея такого объяснения принадлежит Д.Н.Лозинскому, одному из известнейших «докторов»). Представим себе аккуратного клерка, который приходит на работу к себе в контору и каждый день обнаруживает у себя на столе стопку листов бумаги со списком заданий, которые он должен выполнить за рабочий день. Клерк берет верхний лист, читает указания начальства, пунктуально их выполняет, выбрасывает «отработанный» лист в мусорное ведро и переходит к следующему листу. Предположим, что некий злоумышленник тайком прокрадывается в контору и подкладывает в стопку бумаг лист, на котором написано следующее:

«Переписать этот лист два раза и положить копии в стопку заданий соседей»

Что сделает клерк? Дважды перепишет лист, положит его соседям на стол, уничтожит оригинал и перейдет к выполнению второго листа из стопки, т.е. продолжит выполнять свою настоящую работу. Что сделают соседи, являясь такими же аккуратными клерками, обнаружив новое задание? То же, что и первый: перепишут его по два раза и раздадут другим клеркам. Итого, в конторе бродят уже четыре копии первоначального документа, которые и дальше будут копироваться, и раздаваться на другие столы.

Примерно так же работает и компьютерный вирус, только стопками бумаг-указаний являются программы, а клерком - компьютер. Так же как и клерк, компьютер аккуратно выполняет все команды программы (листы заданий), начиная с первой. Если же первая команда звучит как «скопируй меня в две другие программы», то компьютер так и сделает, - и команда-вирус попадает в две другие программы. Когда компьютер перейдет к выполнению других «зараженных» программ, вирус тем же способом будет расходиться все дальше и дальше по всему компьютеру.

В приведенном выше примере про клерка и его контору лист-вирус не проверяет, заражена очередная папка заданий или нет. В этом случае к концу рабочего дня контора будет завалена такими копиями, а клерки только и будут что переписывать один и тот же текст и раздавать его соседям - ведь первый клерк сделает две копии, очередные жертвы вируса - уже четыре, затем 8, 16, 32, 64 и т.д., т.е. количество копий каждый раз будет увеличиваться в два раза.

Если клерк на переписывание одного листа тратит 30 секунд и еще 30 секунд на раздачу копий, то через час по конторе будет «бродить» более 10Е18 копий вируса! Скорее всего, конечно же, не хватит бумаги, и распространение вируса будет остановлено по столь банальной причине.

Именно такой случай произошел в 1988 году в Америке - несколько глобальных сетей передачи информации оказались переполненными копиями сетевого вируса (вирус Морриса), который рассылал себя от компьютера к компьютеру.

Для предотвращения избыточности более «правильные» вирусы составляют команды так:

«Переписать этот лист два раза и положить копии в стопку заданий соседей, если у них еще нет этого листа».

Проблема решена - «перенаселения» нет, но каждая стопка содержит по копии вируса, при этом клерки еще успевают справляться и с обычной работой.

«А как же?» - спросит хорошо эрудированный человек. Все очень просто -

Достаточно несколько видоизменить команды, и произойдет уничтожение данных. Например: «1. Переписать этот лист два раза и положить копии в стопку заданий соседей, если у них еще нет этого листа. 2. Посмотреть на календарь - если сегодня пятница, попавшая на 13-е число, выкинуть все документы в мусорную корзину»

Примерно это и выполняет хорошо известный вирус «Jerusalem» (другое название - «Time»). Кстати, на примере клерка очень хорошо видно, почему в большинстве случаев нельзя точно определить, откуда в компьютере появился вирус. Все клерки имеют одинаковые (с точностью до почерка) КОПИИ, но оригинал-то с почерком злоумышленника уже давно в корзине!

Из сказанного вытекают три аксиомы:

Во-первых, вирусы не возникают сами собой - их создают нехорошие программисты-хакеры и рассылают по сети передачи данных или подкидывают на компьютеры знакомых.

Во-вторых: вирус не может сам собой появиться на Вашем компьютере - либо его подсунули на дискетах или даже на компакт-диске, либо Вы его случайно скачали из компьютерной сети, либо вирус жил у Вас в компьютере с самого начала, либо (что самое ужасное) программист-хакер живет у Вас в доме.

В третьих: компьютерные вирусы заражают только компьютер и ничего больше, поэтому не надо бояться - через клавиатуру и мышь они не передаются.

Научное 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» 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, однако строгого определения, что же такое компьютерный вирус, так и не дано, несмотря на то, что попытки дать такое определение предпринимались неоднократно.

В толковом словаре по информатике дано следующее определение вируса:

Компьютерные вирусы - это класс программ способных к саморазмножению и самомодификации в работающей вычислительной среде и вызывающих нежелательные для пользователей действия. Действия могут выражаться в нарушении работы программ, выводе на экран посторонних сообщений или изображений, порче записей, файлов, дисков, замедлении работы ЭВМ и др.

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).

Кто и почему пишет вирусы? Основную массу вирусов создают студенты и школьники, которые только что изучили язык ассемблера, хотят попробовать свои силы, но не могут найти для них более достойного применения. Такие вирусы пишутся скорее всего только для самоутверждения.

Вторую группу составляют также молодые люди (чаще - студенты), которые еще не полностью овладели искусством программирования, но уже решили посвятить себя написанию и распространению вирусов. Единственная причина, толкающая подобных людей на написание вирусов, это комплекс неполноценности, который проявляет себя в компьютерном хулиганстве.

Из-под пера подобных «умельцев» часто выходят либо многочисленные модификации «классических» вирусов, либо вирусы крайне примитивные и с большим числом ошибок (такие вирусы называют «студенческими»).

Став старше и опытнее, но так и не повзрослев, многие из подобных вирусописателей попадают в третью, наиболее опасную группу, которая создает и запускает в мир «профессиональные» вирусы. Эти очень тщательно продуманные и отлаженные программы создаются профессиональными, часто очень талантливыми программистами. Такие вирусы нередко используют достаточно оригинальные алгоритмы, недокументированные и мало кому известные способы проникновения в системные области данных. «Профессиональные» вирусы часто выполнены по технологии «стелс» и(или) являются полиморфик-вирусами, заражают не только файлы, но и загрузочные сектора дисков, а иногда и выполняемые файлы Windows и OS/2.

Несколько отдельно стоит четвертая группа авторов вирусов - «исследователи». Эта группа состоит из довольно сообразительных программистов, которые занимаются изобретением принципиально новых методов заражения, скрытия, противодействия антивирусам и т.д. Они же придумывают способы внедрения в новые операционные системы, конструкторы вирусов и полиморфик-генераторы. Эти программисты пишут вирусы не ради собственно вирусов, а скорее ради «исследования» потенциалов «компьютерной фауны».

Классификация компьютерных вирусов. Вирусы можно разделить на классы по следующим основным признакам:

          среда обитания;

          операционная система (OC);

          особенности алгоритма работы;

          деструктивные возможности.

По СРЕДЕ ОБИТАНИЯ вирусы можно разделить на:

          файловые;

          загрузочные;

          макро;

          сетевые.

Файловые вирусы заражают выполняемые файлы (это наиболее распространенный тип вирусов), либо создают файлы-двойники (компаньон-вирусы), либо используют особенности организации файловой системы (link-вирусы).

Загрузочные вирусы заражают загрузочные сектора дисков (boot-сектор), либо главную загрузочную запись (Master Boot Record), либо меняют указатель на активный boot-сектор.

Макро-вирусы - разновидность файловых вирусов встраивающиеся в документы и электронные таблицы 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. Другой пример такого сочетания - сетевой макро-вирус, который не только заражает редактируемые документы, 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.

Среди ОСОБЕННОСТЕЙ АЛГОРИТМА РАБОТЫ вирусов выделяются следующие пункты:

          резидентность;

          использование стелс-алгоритмов;

          самошифрование и полиморфичность;

          использование нестандартных приемов.

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.

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.