Свойства и классификация компьютерных вирусов

1. Свойства и  классификация 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? 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.

Вирус — программа, обладающая способностью к самовоспроизведению. Такая способность является единственным средством, присущим всем типам вирусов.

Вирус не может существовать в “полной изоляции”: 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.

Итак, компьютерный вирус — специально написанная программа, способная самопроизвольно присоединяться к другим программам, создавать свои копии и внедрять их в файлы, системные области компьютера и в вычислительные сети с целью нарушения работы программ, порчи файлов и каталогов, создания всевозможных помех в работе компьютера.

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 СОМ и ЕХЕ. 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 Record). 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.

 

Основные виды вирусов и схемы их функционирования

 

2. 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 (ПНЗ), которая хранится в постоянно запоминающем устройстве (ПЗУ).

Эта программа тестирует оборудование и при успешном завершении проверок пытается найти дискету в дисководе А:. Всякая дискета размечена на 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 — 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, 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 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:

• 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

Вывод ясен: никогда не оставляйте (случайно) дискет в дисководе А.

Мы рассмотрели схему функционирования простого бытового 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 boot-секторе загрузочного диска.

 

Основные виды вирусов и схемы их функционирования

 

3. 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: он не всегда изменяет длину файла, может не 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 компьютерной эпидемии в России. Рассмотрим модель, на которой ясно видна основная идея вируса. Информация о файлах хранится в каталогах. Каждая запись каталога включает имя файла, дату и время создания, некоторую дополнительную информацию, номер первого кластера файла и так называемые 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. Действие вируса приводит к “размножению” на винчестере секторов, помеченных как сбойные.

 

 

Основные виды вирусов и схемы их функционирования

 

4. Загрузочно-файловые  вирусы

 

Типичным представителем таких вирусов является “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.

Полиморфные вирусы. Большинство вопросов связано с термином “полиморфный вирус”. Этот вид компьютерных вирусов представляется на сегодняшний день наиболее опасным. 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: защита от расшифровки. 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.

История компьютерной вирусологии представляется сегодня постоянной “гонкой за лидером”, причем, несмотря 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 г. американский студент Моррис сумел создать вирус, который вывел из строя около 6000 компьютеров Министерства обороны США. Или эпидемия известного вируса DIR-II, разразившаяся в 1991 г. Вирус использовал действительно оригинальную, принципиально новую технологию и на первых порах сумел широко распространиться за счет несовершенства традиционных антивирусных средств.