Жизненный цикл вирусов

Как и у любой программы, у компьютерных вирусов можно выделить две основные стадии жизненного цикла — хранение и исполнение.

Стадия хранения соответствует периоду, когда вирус просто хранится на диске совместно с объектом, в который он внедрен. На этой стадии вирус является наиболее уязвимым со стороны антивирусного ПО, так как он не активен и не может контролировать работу ОС с целью самозащиты.

Некоторые вирусы на этой стадии используют механизмы защиты своего кода от обнаружения. Наиболее распространенным способом защиты является шифрование большей части тела вируса. Его использование совместно с механизмами мутации кода (об этом идет речь ниже) делает невозможным выделение сигнатур — устойчивых характеристических фрагментов кода вирусов.

Стадия исполнения компьютерных вирусов, как правило, включает пять этапов:

1) загрузка вируса в память;

2) поиск жертвы;

3) заражение найденной жертвы;

4) выполнение деструктивных функций;

5) передача управления программе-носителю вируса.

Рассмотрим эти этапы подробнее.

1. Загрузка вируса. Загрузка вируса в память осуществляется ОС одновременно с загрузкой исполняемого объекта, в который вирус внедрен. Например, если пользователь запустил на исполнение программный файл, содержащий вирус, то, очевидно, вирусный код будет загружен в память как часть этого файла. В простейшем случае процесс загрузки вируса представляет собой не что иное, как копирование с диска в оперативную память, сопровождаемое иногда настройкой адресов, после чего происходит передача управления коду тела вируса. Эти действия выполняются ОС, а сам вирус находится в пассивном состоянии. В более сложных ситуациях вирус может после получения управления выполнять дополнительные действия, которые необходимы для его функционирования. В связи с этим рассматриваются два аспекта.

Первый аспект связан с максимальным усложнением процедуры обнаружения вирусов. Для обеспечения защиты на стадии хранения некоторые вирусы используют достаточно сложные алгоритмы. К таким усложнениям можно отнести шифрование основного тела вируса. Однако использование только шифрования является полумерой, так как в открытом виде должна храниться та часть вируса, которая обеспечивает расшифрование вируса на стадии загрузки. Для избежания подобной ситуации разработчики вирусов используют механизмы «мутаций» кода расшифровщика. Суть этого метода состоит в том, что при внедрении в объект копии вируса часть ее кода, относящаяся к расшифровщику, модифицируется так, чтобы возникли текстуальные различия с оригиналом, но результаты работы остались неизменными. Обычно применяют следующие приемы модификации кода:

• изменение порядка независимых инструкций;

• замену некоторых инструкций на эквивалентные по результату работы;

• замену используемых в инструкциях регистров на другие;

• введение случайным образом зашумляющих инструкций.

Вирусы, использующие подобные механизмы мутации кода, получили название полиморфных вирусов. При совместном использовании механизмов шифрования и мутации внедряемая копия вируса окажется отличной от оригинала, так как одна ее часть будет изменена, а другая окажется зашифрованной на ключе, сгенерированном специально для этой копии вируса. А это существенно осложняет выявление вируса в вычислительной системе.

Полиморфные вирусы (polymorphic) — это трудно обнаруживаемые вирусы, не имеющие сигнатур, т. е. не содержащие ни одного постоянного участка кода. В большинстве случаев два образца одного и того же полиморфного вируса не будут иметь ни одного совпадения. Полиморфизм встречается в вирусах всех типов — файловых, загрузочных и макровирусах.

Дополнительные действия, которые выполняют полиморфные вирусы на этапе загрузки, состоят в расшифровывании основного тела вируса.

При использовании стелс-алгоритмов вирусы могут полностью или частично скрыть себя в системе. Наиболее распространенный стелс-алгоритм осуществляет перехват системных запросов с целью контроля действий ОС. Вирусы, использующие стелс-алгоритмы, называются стелс-вирусами.

Стелс-вирусы (Stealth) способны скрывать свое присутствие в системе и избегать обнаружения антивирусными программами. Эти вирусы могут перехватывать запросы ОС на чтение/запись зараженных файлов, при этом они либо временно лечат эти файлы, либо «подставляют» вместо себя незараженные участки информации, эмулируя «чистоту» зараженных файлов.

В случае макровирусов наиболее популярным способом является запрет вызовов меню просмотра макросов. Одним из первых файловых стелс-вирусов был вирус «Frodo», первым загрузочным стелс-вирусом был вирус «Brain».

Нередко в вирусах используются различные нестандартные приемы с целью глубже спрятаться в ядре ОС, либо защитить от обнаружения свою резидентную копию, либо затруднить лечение от вируса и т. п.

Второй аспект связан с так называемыми резидентными вирусами. Поскольку вирус и объект, в который он внедрен, являются для ОС единым целым, то после загрузки они располагаются, естественно, в едином адресном пространстве. После завершения работы объекта он выгружается из оперативной памяти, при этом одновременно выгружается и вирус, переходя в пассивную стадию хранения. Однако некоторые типы вирусов способны сохраняться в памяти и оставаться активными после окончания работы вирусоносителя. Эти вирусы получили название резидентных.

Резидентные вирусы при инфицировании компьютера оставляют в оперативной памяти свою резидентную часть, которая затем перехватывает обращения ОС к объектам заражения и внедряется в них. Резидентные вирусы находятся в памяти и являются активными вплоть до выключения компьютера или перезагрузки ОС.

Резидентными можно считать макровирусы, так как для большинства из них выполняются основные требования — постоянное присутствие в памяти компьютера на все время работы зараженного редактора и перехват функций, используемых при работе с документами. При этом роль ОС берет на себя редактор, а понятие «перезагрузка операционной системы» трактуется как выход из редактора.

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.

Следует отметить, что деление вирусов на резидентные и нерезидентные справедливо в основном для файловых вирусов. Загрузочные вирусы, как и макровирусы, относятся к резидентным вирусам.

2. Поиск жертвы. По способу поиска жертвы вирусы можно разделить два класса.

К первому классу относятся вирусы, осуществляющие «активный» поиск с использованием функций ОС. Примером являются файловые вирусы, использующие механизм поиска исполняемых файлов в текущем каталоге.

Второй класс составляют вирусы, реализующие «пассивный» механизм поиска, т. е. вирусы, расставляющие «ловушки» для программных файлов. Как правило, файловые вирусы устраивают такие ловушки путем перехвата функции Exec ОС, а макровирусы — с помощью перехвата команд типа Save as из меню File.

3. Заражение жертвы. В простейшем случае заражение представляет собой самокопирование кода вируса в выбранный в качестве жертвы объект. Классификация вирусов на этом этапе связана с анализом особенностей этого копирования и способов модификации заражаемых объектов.

Особенности заражения файловыми вирусами. По способу инфицирования жертвы вирусы можно разделить на два класса.

К первому классу относятся вирусы, которые не внедряют свой код непосредственно в программный файл, а изменяют имя файла и создают новый, содержащий тело вируса.

Второй класс составляют вирусы, внедряющиеся непосредственно в файлы-жертвы. Они характеризуются местом внедрения. Возможны следующие варианты.

Внедрение в начало файла. Этот способ является наиболее удобным для СОМ-файлов MS-DOS, так как данный формат не предусматривает наличие служебных заголовков. При внедрении этим способом вирусы могут либо производить конкатенацию собственного кода и кода программы-жертвы, либо переписывать начальный фрагмент файла в конец, освобождая место для себя.

Внедрение в конец файла. Это — наиболее распространенный тип внедрения. Передача управления коду вирусов обеспечивается модификацией первых команд программы (СОМ) или заголовка файла (ЕХЕ).

Внедрение в середину файла. Как правило, этот способ используется вирусами применительно к файлам с заранее известной структурой (например, к файлу COMMAND.COM) или же к файлам, содержащим последовательность байтов с одинаковыми значениями, длина которой достаточна для размещения вируса. Во втором случае вирусы архивируют найденную последовательность и замещают собственным кодом. Помимо этого вирусы могут внедряться в середину файла, освобождая себе место путем переноса фрагментов кода программы в конец файла или же «раздвигая» файл.

Особенности заражения загрузочными вирусами определяются особенностями объектов, в которые они внедряются, — загрузочными секторами гибких и жестких дисков и главной загрузочной записью (MBR) жестких дисков. Основной проблемой является ограниченный размер этих объектов. В связи с этим вирусам необходимо сохранить на диске ту свою часть, которая не уместилась на месте жертвы, а также перенести оригинальный код инфицированного загрузчика. Существуют различные способы решения этой задачи. Ниже приводится классификация, предложенная Е. Касперским [38, 85].

Используются псевдосбойные секторы. Вирус переносит необходимый код в свободные секторы диска и помечает их как сбойные, защищая тем самым себя и загрузчик от перезаписи.

Используются редко применяемые секторы в конце раздела. Вирус переносит необходимый код в эти свободные секторы в конце диска. С точки зрения ОС эти секторы выглядят как свободные.

Используются зарезервированные области разделов. Вирус переносит необходимый код в области диска, зарезервированные под нужды ОС, а потому неиспользуемые.

Короткие вирусы могут уместиться в один сектор загрузчика и полностью взять на себя функции MBR или загрузочного сектора.

Особенности заражения макровирусами. Процесс заражения сводится к сохранению вирусного макрокода в выбранном документе-жертве. Для некоторых систем обработки информации это сделать не просто, так как формат файлов документов может не предусматривать возможность сохранения макропрограмм. В качестве примера приведем Microsoft Word 6.0. Сохранение макрокода для этой системы возможно только в файлах шаблонов (имеющих по умолчанию расширение.DOT). Поэтому для своего сохранения вирус должен контролировать обработку команды Save as из меню File, которая вызывается всякий раз, когда происходит первое сохранение документа на диск. Этот контроль необходим, чтобы в момент сохранения изменить тип файла-документа (имеющего по умолчанию расширение.DOC) на тип файла-шаблона. В этом случае на диске окажутся и макрокод вируса, и содержимое документа.

Помимо простого копирования кода вируса в заражаемый объект на этом этапе могут использоваться более сложные алгоритмы, обеспечивающие защиту вируса на стадии хранения. К числу таких вирусов относятся описанные выше полиморфные вирусы.

4. Выполнение деструктивных функций. Вирусы могут выполнять помимо самокопирования деструктивные функции.

По деструктивным возможностям вирусы можно разделить на безвредные, неопасные, опасные и очень опасные [85].

Безвредные вирусы — это вирусы, в которых реализован только механизм самораспространения. Они не наносят вред системе, за исключением расхода свободной памяти на диске в результате своего распространения.

Неопасные вирусы — это вирусы, присутствие которых в системе связано с различными эффектами (звуковыми, видео) и уменьшением свободной памяти на диске, но которые не наносят вред программам и данным.

Опасные вирусы — это вирусы, которые могут привести к серьезным сбоям в работе компьютера. Последствием сбоя может стать разрушение программ и данных.

Очень опасные вирусы — это вирусы, в алгоритм работы которых заведомо заложены процедуры, непосредственно приводящие к разрушениям программ и данных, а также к стиранию информации, записанной в системных областях памяти и необходимой для работы компьютера.

На «степень опасности» вирусов оказывает существенное влияние та среда, под управлением которой вирусы работают.

Так, вирусы, созданные для работы в MS-DOS, обладают практически неограниченными потенциальными возможностями.

Распространение вирусов под управлением Windows NT/2000 ограничивается развитой системой разграничения доступа.

Возможности макровирусов напрямую определяются возможностями макроязыков, на которых они написаны. В частности, язык Word Basic позволяет создать мощные макровирусы, способные доставить пользователям серьезные неприятности.

Дополняя эту классификацию, можно отметить также деление вирусов на вирусы, наносящие вред системе вообще, и вирусы, предназначенные для целенаправленных атак на определенные объекты.

5. Передача управления программе-носителю вируса. Здесь следует указать на деление вирусов на разрушающие и неразрушающие.

Разрушающие вирусы не заботятся о сохранении работоспособности инфицированных программ, поэтому для них этот этап функционирования отсутствует.

Для неразрушающих вирусов этот этап связан с восстановлением в памяти программы в том виде, в котором она должна корректно исполняться, и передачей управления программе-носителю вируса.

Дата добавления: 2014-01-07