Структура и алгоритм работы файлового вируса. Вирусы и операционные системы

Классификация компьютерных вирусов по степени опасности деструктивных воздействий и по алгоритму функционирования

Классификация компьютерных вирусов по среде обитания и по способу заражения

В настоящее время в мире насчитывается более 50 тысяч только зарегистрированных компьютерных вирусов. Так как подавляющее большинство современных вредительских программ обладают способностью к саморазмножению, то часто их относят к компьютерным вирусам. Все компьютерные вирусы могут быть классифицированы по следующим признакам:

· по среде обитания;

· по способу заражения;

· по степени опасности деструктивных (вредительских) воздействий;

· по алгоритму функционирования.

По среде обитания компьютерные вирусы делятся на:

· сетевые;

· файловые;

· загрузочные;

· комбинированные.

Средой обитания сетевых вирусов являются элементы компьютерных сетей. Файловые вирусы размещаются в исполняемых файлах. Загрузочные вирусы находятся в загрузочных секторах (областях) внешних запоминающих устройств (boot-секторах). Иногда загрузочные вирусы называют бутовыми. Комбинированные вирусы размещаются в нескольких средах обитания. Примером таких вирусов служат загрузочно-файловые вирусы. Эти вирусы могут размещаться как в загрузочных секторах накопителей на магнитных дисках, так и в теле загрузочных файлов.

По способу заражения среды обитания компьютерные вирусы делятся на:

· резидентные;

· нерезидентные.

Резидентные вирусы после их активизации полностью или частично перемещаются из среды обитания (сеть, загрузочный сектор, файл) в оперативную память ЭВМ. Эти вирусы, используя, как правило, привилегированные режимы работы, разрешенные только операционной системе, заражают среду обитания и при выполнении определенных условий реализуют деструктивную функцию. В отличие от резидентных нерезидентные вирусы попадают в оперативную память ЭВМ только на время их активности, в течение которого выполняют деструктивную функцию и функцию заражения. Затем вирусы полностью покидают оперативную память, оставаясь в среде обитания. Если вирус помещает в оперативную память программу, которая не заражает среду обитания, то такой вирус считается нерезидентным.

Арсенал деструктивных или вредительских возможностей компьютерных вирусов весьма обширен. Деструктивные возможности вирусов зависят от целей и квалификации их создателя, а также от особенностей компьютерных систем.

По степени опасности для информационных ресурсов пользователя компьютерные вирусы можно разделить на:

· безвредные вирусы;

· опасные вирусы;

· очень опасные вирусы.

Безвредные компьютерные вирусы создаются авторами, которые не ставят себе цели нанести какой-либо ущерб ресурсам КС. Ими, как правило, движет желание показать свои возможности программиста. Другими словами, создание компьютерных вирусов для таких людей - своеобразная попытка самоутверждения. Деструктивное воздействие таких вирусов сводится к выводу на экран монитора невинных текстов и картинок, исполнению музыкальных фрагментов и т. п.

Однако при всей кажущейся безобидности таких вирусов они наносят определенный ущерб КС. Во-первых, такие вирусы расходуют ресурсы КС, в той или иной мере снижая ее эффективность функционирования. Во-вторых, компьютерные вирусы могут содержать ошибки, вызывающие опасные последствия для информационных ресурсов КС. Кроме того, при модернизации операционной системы или аппаратных средств КС вирусы, созданные ранее, могут приводить к нарушениям штатного алгоритма работы системы.

К опасным относятся вирусы, которые вызывают существенное снижение эффективности КС, но не приводящие к нарушению целостности и конфиденциальности информации, хранящейся в запоминающих устройствах. Последствия таких вирусов могут быть ликвидированы без особых затрат материальных и временных ресурсов. Примерами таких вирусов являются вирусы, занимающие память ЭВМ и каналы связи, но не блокирующие работу сети; вирусы, вызывающие необходимость повторного выполнения программ, перезагрузки операционной системы или повторной передачи данных по каналам связи и т. п.

Очень опасными следует считать вирусы, вызывающие нарушение конфиденциальности, уничтожение, необратимую модификацию (в том числе и шифрование) информации, а также вирусы, блокирующие доступ к информации, приводящие к отказу аппаратных средств и наносящие ущерб здоровью пользователям. Такие вирусы стирают отдельные файлы, системные области памяти, форматируют диски, получают несанкционированный доступ к информации, шифруют данные и т. п.

Известны публикации, в которых упоминаются вирусы, вызывающие неисправности аппаратных средств. Предполагается, что на резонансной частоте движущиеся части электромеханических устройств, например в системе позиционирования накопителя на магнитных дисках, могут быть разрушены. Именно такой режим и может быть создан с помощью программы-вируса. Другие авторы утверждают, что возможно задание режимов интенсивного использования отдельных электронных схем (например, больших интегральных схем), при которых наступает их перегрев и выход из строя.

Использование в современных ПЭВМ постоянной памяти с возможностью перезаписи привело к появлению вирусов, изменяющих программы BIOS, что приводит к необходимости замены постоянных запоминающих устройств.

Возможны также воздействия на психику человека - оператора ЭВМ с помощью подбора видеоизображения, выдаваемого на экран монитора с определенной частотой (каждый двадцать пятый кадр). Встроенные кадры этой видеоинформации воспринимаются человеком на подсознательном уровне. В результате такого воздействия возможно нанесение серьезного ущерба психике человека. В 1997 году 700 японцев попали в больницу с признаками эпилепсии после просмотра компьютерного мультфильма по телевидению. Предполагают, что именно таким образом была опробована возможность воздействия на человека с помощью встраивания 25-го кадра.

В соответствии с особенностями алгоритма функционирования вирусы можно разделить на два класса:

· вирусы, не изменяющие среду обитания (файлы и секторы) при распространении;

· вирусы, изменяющие среду обитания при распространении.

· В свою очередь, вирусы, не изменяющие среду обитания, могут быть разделены на две группы:

· вирусы-«спутники» (сотраniоп);

· вирусы-«черви» (worm).

Вирусы-«спутники» не изменяют файлы. Механизм их действия состоит в создании копий исполняемых файлов. Например, в MS-DOS такие вирусы создают копии для файлов, имеющих расширение.ЕХЕ. Копии присваивается то же имя, что и исполняемому файлу, но расширение изменяется на.СОМ. При запуске файла с общим именем операционная система первым загружает на выполнение файл с расширением.СОМ, который является программой-вирусом. Файл-вирус запускает затем и файл с расширением.ЕХЕ.

Вирусы-«черви» попадают в рабочую станцию из сети, вычисляют адреса рассылки вируса по другим абонентам сети и осуществляют передачу вируса. Вирус не изменяет файлов и не записывается в загрузочные секторы дисков. Некоторые вирусы-«черви» создают рабочие копии вируса на диске, другие - размещаются только в оперативной памяти ЭВМ.

По сложности, степени совершенства и особенностям маскировки алгоритмов вирусы, изменяющие среду обитания, делятся на:

· студенческие;

· «стелс» - вирусы (вирусы-невидимки);

· полиморфные.

К студенческим относят вирусы, создатели которых имеют низкую квалификацию. Такие вирусы, как правило, являются нерезидентными, часто содержат ошибки, довольно просто обнаруживаются и удаляются.

«Стелc»-вирусы и полиморфные вирусы создаются квалифицированными специалистами, хорошо знающими принцип работы аппаратных средств и операционной системы, а также владеющими навыками работы с машиноориентированными системами программирования.

«Стелс»-вирусы маскируют свое присутствие в среде обитания путем перехвата обращений операционной системы к пораженным файлам, секторам и переадресуют ОС к незараженным участкам информации. Вирус является резидентным, маскируется под программы ОС, может перемещаться в памяти. Такие вирусы активизируются при возникновении прерываний, выполняют определенные действия, в том числе и по маскировке, и только затем управление передается на программы ОС, обрабатывающие эти прерывания. «Стелс»-вирусы обладают способностью противодействовать резидентным антивирусным средствам.

Полиморфные вирусы не имеют постоянных опознавательных групп - сигнатур. Обычные вирусы для распознавания факта заражения среды обитания размещают в зараженном объекте специальную опознавательную двоичную последовательность или последовательность символов (сигнатуру), которая однозначно идентифицирует зараженность файла или сектора. Сигнатуры используются на этапе распространения вирусов для того, чтобы избежать многократного заражения одних и тех же объектов, так как при многократном заражении объекта значительно возрастает вероятность обнаружения вируса. Для устранения демаскирующих признаков полиморфные вирусы используют шифрование тела вируса и модификацию программы шифрования. За счет такого преобразования полиморфные вирусы не имеют совпадений кодов.

Любой вирус, независимо от принадлежности к определенным классам, должен иметь три функциональных блока: блок заражения (распространения), блок маскирования и блок выполнения деструктивных действий. Разделение на функциональные блоки означает, что к определенному блоку относятся команды программы вируса, выполняющие одну из трех функций, независимо от места нахождения команд в теле вируса.

После передачи управления вирусу, как правило, выполняются определенные функции блока маскировки. Например, осуществляется расшифрование тела вируса. Затем вирус осуществляет функцию внедрения в незараженную среду обитания. Если вирусом должны выполняться деструктивные воздействия, то они выполняются либо безусловно, либо при выполнении определенных условий.

Завершает работу вируса всегда блок маскирования. При этом выполняются, например, следующие действия: шифрование вируса (если функция шифрования реализована), восстановление старой даты изменения файла, восстановление атрибутов файла, корректировка таблиц ОС и др.

Последней командой вируса выполняется команда перехода на выполнение зараженных файлов или на выполнение программ ОС.

Для удобства работы с известными вирусами используются каталоги вирусов. В каталог помещаются следующие сведения о стандартных свойствах вируса: имя, длина, заражаемые файлы, место внедрения в файл, метод заражения, способ внедрения в ОП для резидентных вирусов, вызываемые эффекты, наличие (отсутствие) деструктивной функции и ошибки. Наличие каталогов позволяет при описании вирусов указывать только особые свойства, опуская стандартные свойства и действия.

Файловые вирусы могут внедряться только в исполняемые файлы: командные файлы (файлы, состоящие из команд операционной системы), саморазархивирующиеся файлы, пользовательские и системные программы в машинных кодах, а также в документы (таблицы), имеющие макрокоманды. Макрокоманды или макросы представляют собой исполняемые программы для автоматизации работы с документами (таблицами). Поэтому такие документы (таблицы) можно рассматривать как исполняемый файл.

Для IВМ-совместимых ПЭВМ вирус может внедряться в файлы следующих типов: командные файлы (ВАТ), загружаемые Драйверы (SYS), программы в машинных (двоичных) кодах (ЕХЕ, СОМ), документы Word (DОС) с версии 6.0 и выше, таблицы ЕХСЕL (XLS). Макровирусы могут внедряться и в другие файлы, содержащие макрокоманды.

Файловые вирусы могут размещаться в начале, середине и конце заражаемого файла (рис. 1).

Независимо от места расположения вируса в теле зараженного файла после передачи управления файлу первыми выполняются команды вируса.

В начало файла вирус внедряется одним из трех способов. Первый из них заключается в переписывании начала файла в его конец, а на освободившееся место записывается вирус. Второй способ предполагает считывание вируса и зараженного файла в оперативную память, объединение их в один файл и запись его на место файла. При третьем способе заражения вирус записывается в начало файла без сохранения содержимого. В этом случае зараженный файл становится неработоспособным.

Рис. 1 Варианты размещения вирусов в файлах

В середину файла вирус может быть записан также различными способами. Файл может «раздвигаться», а в освободившееся место может быть записан вирус. Вирус может внедряться в середину файла без сохранения участка файла, на место которого помещается вирус. Есть и более экзотические способы внедрения вируса в середину файла. Например, вирус «Mutant» применяет метод сжатия отдельных участков файла, при этом длина файла после внедрения вируса может не измениться.

Чаще всего вирус внедряется в конец файла. При этом, как и в случае с внедрением вируса в середину файла, первые команды файла заменяются командами перехода на тело вируса.

Алгоритм работы файлового вируса

Несмотря на многообразие файловых вирусов, можно выделить действия и порядок их выполнения, которые присутствуют при реализации большинства вирусов этого класса. Такой обобщенный алгоритм может быть представлен в виде следующей последовательности шагов:

Шаг 1. Резидентный вирус проверяет, заражена ли оперативная память, и при необходимости заражает ее. Нерезидентный вирус ищет незараженные файлы и заражает их.

Шаг 2. Выполняются действия по сохранению работоспособности программы, в файл которой внедряется вирус (восстановление первых байт программы, настройка адресов программ и т. д.)

Шаг 3. Осуществляется деструктивная функция вируса, если выполняются соответствующие условия.

Шаг 4. Передается управление программе, в файле которой находится вирус.

При реализации конкретных вирусов состав действий и их последовательность могут отличаться от приведенных в алгоритме.

Вирусы и операционные системы

Программы-вирусы создаются для ЭВМ определенного типа, работающих с конкретными ОС. Для одних ОС созданы тысячи вирусов. В качестве примера можно привести ОС MS-DOS, устанавливаемую на IBM совместимые персональные компьютеры. Для ОС UNIX, ОS/2, Windows и некоторых других ОС известно незначительное количество вирусов. Привлекательность ОС для создателей вирусов определяется следующими факторами:

· распространенность ОС;

· отсутствие встроенных антивирусных механизмов;

· относительная простота;

· продолжительность эксплуатации.

Все приведенные факторы характерны для МS DOS. Наличие антивирусных механизмов, сложность систем и относительно малые сроки эксплуатации делают задачу создания вирусов трудно решаемой. Поэтому авторы вирусов для Windows, ОS/2 часто прибегают к использованию из этих операционных систем хорошо знакомой МS DOS для внедрения вирусов.

Главным недостатком МS DOS является возможность полного и бесконтрольного доступа любой активной программы ко всем системным ресурсам ЭВМ, включая и модули самой ОС.

Операционная система Microsoft Windows 3.1 и ее модификация Microsoft Windows for Workgroups 3.11 не являются самостоятельными ОС, а больше похожи на очень большие программы MS DOS. В этих ОС введены ограничения на доступ к ОП. Каждая программа получает доступ только к своему виртуальному пространству ОП. Доступ же к дискам, файлам и портам внешних устройств не ограничены. Сохраняют работоспособность и загрузочные вирусы, разработанные для МS DOS, так как они получают управление еще до загрузки Microsoft Windows 3.1 и в этот период времени действия их ничем не ограничены.

Слабость защитных функций ОС Microsoft Windows 95/98 также объясняется совместимостью с МS DOS. Эта ОС имеет такую же устойчивость к воздействию вирусов, как и Microsoft Windows 3.1. К тому же в этой ОС получили распространение и макровирусы.

Значительно лучше защищена от вирусов операционная система IВМ ОS/2. Эта система полностью независима от МS DOS. Все программы, выполняемые в ОS/2, работают в отдельных адресных пространствах, что полностью исключает возможность взаимного влияния программ. Существует возможность запретить рабочим программам (несистемным) иметь доступ к портам периферийных устройств. Если ЭВМ с Microsoft ОS/2 используется в качестве файл-сервера IBM LAN Server, то с помощью драйвера 386 НРFS можно указывать права доступа к каталогам и файлам. Можно также защитить каталоги от записи в файлы, содержащиеся в них. В этой системе существует возможность выполнения программ МS DOS. Но в ОS/2 для вирусов, созданных для МS DOS, гораздо меньше возможностей.

Хорошую защиту от вирусов имеют сетевые операционные системы Microsoft Windows NT и Novell Netware, а также операционная система Microsoft Windows 2000.

Дата добавления: 2014-01-05