Слово "вирусы" давно и хорошо знакомо пользователям компьютеров. Оно давно переросло свое первоначальное значение и теперь часто употребляется для обозначения любых вредоносных программ, способных "размножаться", распространяясь с компьютера на компьютер и заражая подчас целые компьютерные сети - вплоть до глобальных эпидемий в интернете.
Это "классические" вирусы, сетевые и почтовые черви, "троянские кони", backdoor-программы и др.
Чем они опасны
Результатом работы вируса может быть:
относительно безвредное вмешательство в работу компьютера - например, злая шутка, когда экран гаснет и выдается сообщение, что ваш жесткий диск отформатирован;
нанесение реального вреда - когда винчестер действительно форматируется, или стираются важные файлы;
настоящее преступление - когда с помощью троянских программ злоумышленники крадут номера ваших кредитных карт, пароли доступа, другую конфиденциальную информацию.
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 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.
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. 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.
По ДЕСТРУКТИВНЫМ ВОЗМОЖНОСТЯМ вирусы можно разделить на:
безвредные, т.е. никак не влияющие на работу компьютера (кроме уменьшения свободной памяти на диске в результате своего распространения);
неопасные, влияние которых ограничивается уменьшением свободной памяти на диске и графическими, звуковыми и пр. эффектами;
опасные вирусы, которые могут привести к серьезным сбоям в работе компьютера;
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 нерабтоспособным. 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.
К данной группе относятся вирусы, которые при своем размножении тем или иным способом используют файловую систему какой-либо (или каких-либо) ОС.
Внедрение файлового вируса возможно практически во все исполняемые файлы всех популярных ОС. На сегодняшний день известны вирусы, поражающие все типы выполняемых объектов стандартной DOS: командные файлы (BAT), загружаемые драйверы (SYS, в том числе специальные файлы IO.SYS и MSDOS.SYS) и выполняемые двоичные файлы (EXE, COM). Существуют вирусы, поражающие исполняемые файлы других операционных систем - Windows 3.x, Windows95/NT, OS/2, Macintosh, UNIX, включая VxD-драйвера Windows 3.x и Windows95.
Существуют вирусы, заражающие файлы, которые содержат исходные тексты программ, библиотечные или объектные модули. Возможна запись вируса и в файлы данных, но это случается либо в результате ошибки вируса, либо при проявлении его агрессивных свойств. Макро-вирусы также записывают свой код в файлы данных - документы или электронные таблицы, - однако эти вирусы настолько специфичны, что вынесены в отдельную группу.
По способу заражения файлов вирусы делятся на "overwriting", паразитические ("parasitic"), компаньон-вирусы ("companion"), "link"-вирусы, вирусы-черви и вирусы, заражающие объектные модули (OBJ), библиотеки компиляторов (LIB) и исходные тексты программ.
Overwriting
Данный метод заражения является наиболее простым: вирус записывает свой код вместо кода заражаемого файла, уничтожая его содержимое. Естественно, что при этом файл перестает работать и не восстанавливается. Такие вирусы очень быстро обнаруживают себя, так как операционная система и приложения довольно быстро перестают работать. Мне не известно ни одного случая, когда подобного типа вирусы были бы обнаружены "в живом виде" и стали причиной эпидемии.
К разновидности overwriting-вирусов относятся вирусы, которые записываются вместо DOS-заголовка NewEXE-файлов. Основная часть файла при этом остается без изменений и продолжает нормально работать в соответсвующей операционной системе, однако DOS-заголовок оказывается испорченным.
Parasitic
К паразитическим относятся все файловые вирусы, которые при распространении своих копий обязательно изменяют содержимое файлов, оставляя сими файлы при этом полностью или частично работоспособными. Основными типами таких вирусов являются вирусы, записывающиеся в начало файлов ("prepending"), в конец файлов ("appending") и в середину файлов ("inserting"). В свою очередь, внедрение вирусов в середину файлов происходит различными методами - путем переноса части файла в его конец или копирования своего кода в заведомо неиспользуемые данные файла ("cavity"-вирусы)
Компаньон-вирусы
К категории "компаньон" относятся вирусы, не изменяющие заражаемых файлов. Алгоритм работы этих вирусов состоит в том, что для заражаемого файла создается файл-двойник, причем при запуске зараженного файла управление получает именно этот двойник, т.е. вирус.
Наиболее распространены компаньон-вирусы, использующие особенность DOS первым выполнять .COM-файл, если в одном каталоге присутствуют два файла с одним и тем же именем, но различными расшинениями имени - .COM и .EXE. Такие вирусы создают для EXE-файлов файлы-спутники, имеющие то же самое имя, но с расширением .COM, например, для файла XCOPY.EXE создается файл XCOPY.COM. Вирус записывается в COM-файл и никак не изменяет EXE-файл. При запуске такого файла DOS первым обнаружит и выполнит COM-файл, т.е. вирус, который затем запустит и EXE-файл. Некоторые вирусы используют не только вариант COM-EXE, но также и BAT-COM-EXE.
Вторую группу составляют вирусы, которые при заражении переименовывают файл в какое-либо другое имя, запоминают его (для последующего запуска файла-хозяина) и записывают свой код на диск под именем заражаемого файла. Например, файл XCOPY.EXE переименовывается в XCOPY.EXD, а вирус записывается под именем XCOPY.EXE. При запуске управление получает код вируса, который затем запускает оригинальный XCOPY, хранящийся под именем XCOPY.EXD. Интересен тот факт, что данный метод работает, наверное, во всех операционных системах - подобного типа вирусы были обнаружены не только в DOS, но в Windows и OS/2.
В третью группу входят так называемые "Path-companion" вирусы, которые "играют" на особенностях DOS PATH. Они либо записывают свой код под именем заражаемго файла, но "выше" на один уровень PATH (DOS, таким образом, первым обнаружит и запустит файл-вирус), либо переносят файл-жертву на один подкаталог выше и т.д.
Возможно существование и других типов компаньон-вирусов, использующих иные оригинальные идеи или особенности других операционных систем.
Файловые черви
Файловые черви (worms) являются, в некотором смысле, разновидностью компаньон-вирусов, но при этом никоим образом не связывают свое присутствие с каким-либо выполняемым файлом. При размножении они всего лишь копируют свой код в какие-либо каталоги дисков в надежде, что эти новые копии будут когда-либо запущены пользователем. Иногда эти вирусы дают своим копиям "специальные" имена, чтобы подтолкнуть пользователя на запуск своей копии - например, INSTALL.EXE или WINSTART.BAT.
Существуют вирусы-черви, использующие довольно необычные приемы, например, записывающие свои копии в архивы (ARJ, ZIP и прочие). К таким вирусам относятся "ArjVirus" и "Winstart". Некоторые вирусы записывают команду запуска зараженного файла в BAT-файлы (см. например, "Worm.Info").
Не следует путать файловые вирусы-черви с сетевыми червями. Первые используют только файловые функции какой-либо операционной системы, вторые же при своем размножении пользуются сетевыми протоколами.
Link-вирусы
Link-вирусы, как и компаньон-вирусы не изменяют физического содержимого файлов, однако при запуске зараженного файла "заставляют" ОС выполнить свой код. Этой цели они достигают модификацией необходимых полей файловой системы.
На сегодняшний день известен единственный тип Link-вирусов - вирусы семейства "Dir_II". При заражении системы они записывают свое тело в последний кластер логического диска. При заражении файла вирусы корректируют лишь номер первого кластера файла, расположенный в соответствующем секторе каталога. Новый начальный кластер файла будет указывать на кластер, содержащий тело вируса. Таким образом, при заражении файлов их длины и содержимое кластеров диска, содержащих эти файлы, не изменяется, а на все зараженные файлы на одном логическом диске будет приходиться только одна копия вируса.
OBJ-, LIB-вирусы и вирусы в исходных текстах
Вирусы, заражающие библиотеки компиляторов, объектные модули и исходные тексты программ, достаточно экзотичны и практически не распространены. Всего их около десятка. Вирусы, заражающие OBJ- и LIB-файлы, записывают в них свой код в формате объектного модуля или библиотеки. Зараженный файл, таким образом, не является выполняемым и неспособен на дальнейшее распространение вируса в своем текущем состоянии. Носителем же "живого" вируса становится COM- или EXE-файл, получаемый в процессе линковки зараженного OBJ/LIB-файла с другими объектными модулями и библиотеками. Таким образом, вирус распространяется в два этапа: на первом заражаются OBJ/LIB-файлы, на втором этапе (линковка) получается работоспособный вирус.
Заражение исходных текстов программ является логическим продолжением предыдущего метода размножения. При этом вирус добавляет к исходным текстам свой исходный код (в этом случае вирус должен содержать его в своем теле) или свой шестнадцатеричный дамп (что технически легче). Зараженный файл способен на дальнейшее распространение вируса только после компиляции и линковки (см. например, вирусы "SrcVir", "Urphin").
Примитивная маскировка
При инфицировании файла вирус может производить ряд действий, маскирующих и ускоряющих его распространение. К подобным действиям можно отнести обработку атрибута read-only, снятие его перед заражением и восстановление после. Многие файловые вирусы считывают дату последней модификации файла и восстанавливают ее после заражения. Для маскировки своего распространения некоторые вирусы перехватывают прерывание DOS, возникающее при обращении к защищенному от записи диску (INT 24h), и самостоятельно обрабатывают его.
Скорость распространения
Говоря про файловые вирусы, необходимо отметить такую их черту, как скорость распространения. Чем быстрее распространяется вирус, тем вероятее возникновение эпидемии этого вируса. Чем медленнее распространяется вирус, тем сложнее его обнаружить (если, конечно же, этот вирус пока неизвестен антивирусным программам). Понятия "быстрого" и "медленного" вируса (Fast infector, Slow infector) являются достаточно относительными и используются только как характеристика вируса при его описании.
Нерезидентные вирусы часто являются "медленными" - большинство из них при запуске заражает один или два-три файла и не успевает заполонить компьютер до запуска антивирусной программы (или появления новой версии антивируса, настроенной на данный вирус). Существуют, конечно же, нерезидентые "быстрые" вирусы, которые при запуске ищут и заражат все выполняемые файлы, однако такие вирусы очень заметны: при запуске каждого зараженного файла компьютер некоторое (иногда достаточно долгое) время активно работает с винчестером, что демаскирует вирус.
"Скорость" резидентных вирусов обычно выше, чем у нерезидентных - они заражают файлы при каких-либо обращениях к ним. В результате на диске оказываются зараженными все или почти все файлы, которые постоянно используются в работе.
Скорость распространения резидентных файловых вирусов, заражающих файлы только при их запуске на выполнение, будет ниже, чем у вирусов, заражающих файлы и при их открытии, переименовании, изменении атрибутов файла и т.д. Многие вирусы при создании своей копии в оперативной памяти компьютера пытаются занять область памяти с самыми старшими адресами, разрушая временную часть командного интерпретатора COMMAND.COM. По окончании работы зараженной программы временная часть интерпретатора восстанавливается, при этом происходит открытие файла COMMAND.COM и, если вирус заражает файлы при их открытии, его заражение. Таким образом, при запуске подобного вируса первым будет заражен файл COMMAND.COM.
Загрузочные вирусы
Загрузочные вирусы заражают загрузочный (boot) сектор флоппи-диска и boot-сектор или Master Boot Record (MBR) винчестера. Принцип действия загрузочных вирусов основан на алгоритмах запуска операционной системы при включении или перезагрузке компьютера - после необходимых тестов установленного оборудования (памяти, дисков и т.д.) программа системной загрузки считывает первый физический сектор загрузочного диска (A:, C: или CD-ROM в зависимости от параметров, установленных в BIOS Setup) и передает на него управление.
В случае дискеты или компакт-диска управление получает boot-сектор, который анализирует таблицу параметров диска (BPB - BIOS Parameter Block) высчитывает адреса системных файлов операционной системы, считывает их в память и запускает на выполнение. Системными файлами обычно являются MSDOS.SYS и IO.SYS, либо IBMDOS.COM и IBMBIO.COM, либо других в зависимости от установленной версии DOS, Windows или других операционных систем. Если же на загрузочном диске отсутствуют файлы операционной системы, программа, расположенная в boot-секторе диска выдает сообщение об ошибке и предлагает заменить загрузочный диск.
В случае винчестера управление получает программа, расположенная в MBR винчестера. Эта программа анализирует таблицу разбиения диска (Disk Partition Table), вычисляет адрес активного boot-сектора (обычно этим сектором является boot-сектор диска C:), загружает его в память и передает на него управление. Получив управление, активный boot-сектор винчестера проделывает те же действия, что и boot-сектор дискеты.
При заражении дисков загрузочные вирусы "подставляют" свой код вместо какой-либо программы, получающей управление при загрузке системы. Принцип заражения, таким образом, одинаков во всех описанных выше способах: вирус "заставляет" систему при ее перезапуске считать в память и отдать управление не оригинальному коду загрузчика, но коду вируса.
Заражение дискет производится единственным известным способом - вирус записывает свой код вместо оригинального кода boot-сектора дискеты. Винчестер заражается тремя возможными способами - вирус записывается либо вместо кода MBR, либо вместо кода boot-сектора загрузочного диска (обычно диска C:), либо модифицирует адрес активного boot-сектора в Disk Partition Table, расположенной в MBR винчестера.
При инфицировании диска вирус в большинстве случаев переносит оригинальный boot-сектор (или MBR) в какой-либо другой сектор диска (например, в первый свободный). Если длина вируса больше длины сектора, то в заражаемый сектор помещается первая часть вируса, остальные части размещаются в других секторах (например, в первых свободных).
Макро-вирусы (macro viruses) являются программами на языках (макро-языках), встроенных в некоторые системы обработки данных (текстовые редакторы, электронные таблицы и т.д.). Для своего размножения такие вирусы используют возможности макро-языков и при их помощи переносят себя из одного зараженного файла (документа или таблицы) в другие. Наибольшее распространение получили макро-вирусы для Microsoft Word, Excel и Office97. Существуют также макро-вирусы, заражающие документы Ami Pro и базы данных Microsoft Access.
Для существования вирусов в конкретной системе (редакторе) необходимо наличие встроенного в систему макро-языка с возможностями:
привязки программы на макро-языке к конкретному файлу;
копирования макро-программ из одного файла в другой;
возможность получения управления макро-программой без вмешательства пользователя (автоматические или стандартные макросы);
Данным условиям удовлетворяют редакторы Microsoft Word, Office97 и AmiPro, а также электронная таблица Excel и база данных Microsoft Access. Эти системы содержат в себе макро-языки: Word - Word Basic, Excel, Office97 (включая Word97, Excel97 и Access) - Visual Basic for Applications. При этом:
1) макро-программы привязаны к конкретному файлу (AmiPro) или находятся внутри файла (Word, Excel, Office97);
2) макро-язык позволяет копировать файлы (AmiPro) или перемещать макро-программы в служебные файлы системы и редактируемые файлы (Word, Excel, Office97);
3) при работе с файлом при определенных условиях (открытие, закрытие и т.д.) вызываются макро-программы (если таковые есть), которые определены специальным образом (AmiPro) или имеют стандартные имена (Word, Excel, Office97).
Данная особенность макро-языков предназначена для автоматической обработки данных в больших организациях или в глобальных сетях и позволяет организовать так называемый "автоматизированный документооборот". С другой стороны, возможности макро-языков таких систем позволяют вирусу переносить свой код в другие файлы, и таким образом заражать их.
На сегодняшний день известны четыре системы, для которых существуют вирусы - Microsoft Word, Excel, Office97 и AmiPro. В этих системах вирусы получают управление при открытии или закрытии зараженного файла, перехватывают стандартные файловые функции и затем заражают файлы, к которым каким-либо образом идет обращение. По аналогии с MS-DOS можно сказать, что большинство макро-вирусов являются резидентными: они активны не только в момент открытия/закрытия файла, но до тех пор, пока активен сам редактор.
Сетевые вирусы
К сетевым относятся вирусы, которые для своего распространения активно используют протоколы и возможности локальных и глобальных сетей. Основным принципом работы сетевого вируса является возможность самостоятельно передать свой код на удаленный сервер или рабочую станцию. "Полноценные" сетевые вирусы при этом обладают еще и возможностью запустить на выполнение свой код на удаленном компьютере или, по крайней мере, "подтолкнуть" пользователя к запуску зараженного файла.
Бытует ошибочное мнение, что сетевым является любой вирус, распространяющийся в компьютерной сети. Но в таком случае практически все вирусы были бы сетевыми, даже наиболее примитивные из них: ведь самый обычный нерезидентный вирус при заражении файлов не разбирается - сетевой (удаленный) это диск или локальный. В результате такой вирус способен заражать файлы в пределах сети, но отнести его к сетевым вирусам никак нельзя.
Наибольшую известность приобрели сетевые вирусы конца 1980-х, их также называют сетевыми червями (worms). К ним относятся вирус Морриса, вирусы "Cristmas Tree" и "Wank Worm". Для своего распространения они использовали ошибки и недокументированные функции глобальных сетей того времени - вирусы передавали свои копии с сервера на сервер и запускали их на выполнение. В случае с вирусов Морриса эпидемия захватила аж несколько глобальных сетей в США.
Сетевые вирусы прошлого распространялись в компьютерной сети и, как правило, так же как и компаньон-вирусы, не изменяли файлы или сектора на дисках. Они проникали в память компьютера из компьютерной сети, вычисляли сетевые адреса других компьютеров и рассылали по этим адресам свои копии. Эти вирусы иногда также создавали рабочие файлы на дисках системы, но могли вообще не обращаться к ресурсам компьютера (за исключением оперативной памяти).
После нескольких эпидемий сетевых вирусов ошибки в сетевых протоколах и программном обеспечении были исправлены, а "задние двери" закрыты. В результате за песледние десять лет не было зафиксировано ни одного случая заражения сетевым вирусом, как, впрочем, не появилось и ни одного нового сетевого вируса.
Вновь проблема сетевых вирусов возникла лишь в начале 1997-го года с появлением вирусов "Macro.Word.ShareFun" и "Win.Homer". Первый из них использует возможности электронной почты Microsoft Mail - он создает новое письмо, содержащее зараженный файл-документ ("ShareFun" является макро-вирусом), затем выбирает из списка адресов MS-Mail три случайных адреса и рассылает по ним зараженное письмо. Поскольку многие пользователи устанавливают параметры MS-Mail таким образом, что при получении письма автоматически запускается MS Word, то вирус "автоматически" внедряется в компьютер адресата зараженного письма.
Этот вирус иллюстрирует первый тип современного сетевого вируса, которые объединяют возможности встроенного в Word/Excel языка Basic, протоколы и особенности электронной почты и функции авто-запуска, необходимые для распространения вируса.
Второй вирус ("Homer") использует для своего распространения протокол FTP (File Trabsfer Protocol) и передает свою копию на удаленный ftp-сервер в каталог Incoming. Поскольку сетевой протокол FTP исключает возможность запуска файла на удаленнов сервере, этот вирус можно охарактеризовать как "полу-сетевой", однако это реальный пример возможностей вирусов по использованию современных сетевых протоколов и поражению глобальных сетей.
