Дипломная работа: Компьютерные вирусы и борьба с ними

Дипломная работа: Компьютерные вирусы и борьба с ними

Реферат по информатике выполнил ученик 11-"А" класса Титенко Дмитрий Сергеевич

Муниципальное общеобразовательное учреждение средней общеобразовательной школы №1

Краснодарский край, г. Апшеронск

2005

Введение

От малых причин бывают весьма важные последствия.

Козьма Прутков

Мы живем на стыке двух тысячелетий, когда человечество вступило в эпоху новой научно-технической революции.

К концу двадцатого века люди овладели многими тайнами превращения вещества и энергии и сумели использовать эти знания для улучшения своей жизни. Но кроме вещества и энергии в жизни человека огромную роль играет еще одна составляющая - информация. Это самые разнообразные сведения, сообщения, известия, знания, умения.

В середине нашего столетия появились специальные устройства - компьютеры, ориентированные на хранение и преобразование информации и произошла компьютерная революция.

Сегодня массовое применение персональных компьютеров, к сожалению, оказалось связанным с появлением самовоспроизводящихся программ-вирусов, препятствующих нормальной работе компьютера, разрушающих файловую структуру дисков и наносящих ущерб хранимой в компьютере информации.

Несмотря на принятые во многих странах законы о борьбе с компьютерными преступлениями и разработку специальных программных средств защиты от вирусов, количество новых программных вирусов постоянно растет. Это требует от пользователя персонального компьютера знаний о природе вирусов, способах заражения вирусами и защиты от них.

1.История возникновения компьютерных вирусов.

Мнений по поводу рождения первого компьютерного вируса очень много. Нам доподлинно известно только одно: на машине Чарльза Бэббиджа, считающегося изобретателем первого компьютера, вирусов не было, а на Univax 1108 и IBM 360/370 в середине 1970-х годов они уже были.

Несмотря на это, сама идея компьютерных вирусов появилась значительно раньше. Отправной точкой можно считать труды Джона фон Неймана по изучению самовоспроизводящихся математических автоматов, которые стали известны в 1940-х годах. В 1951 г. этот знаменитый ученый предложил метод, который демонстрировал возможность создания таких автоматов. Позднее, в 1959 г. журнал "Scientific American" опубликовал статью Л.С. Пенроуза, которая также была посвящена самовоспроизводящимся механическим структурам. В отличие от ранее известных работ, здесь была описана простейшая двумерная модель подобных структур, способных к активации, размножению, мутациям, захвату. Позднее, по следам этой статьи другой ученый Ф.Ж. Шталь реализовал модель на практике с помощью машинного кода на IBM 650.

Необходимо отметить, что с самого начала эти исследования были направлены отнюдь не на создание теоретической основы для будущего развития компьютерных вирусов. Наоборот, ученые стремились усовершенствовать мир, сделать его более приспособленным для жизни человека. Ведь именно эти труды легли в основу многих более поздних работ по робототехнике и искусственному интеллекту. И в том, что последующие поколения злоупотребили плодами технического прогресса, нет вины этих замечательных ученых.

В 1962 г. инженеры из американской компании Bell Telephone Laboratories - В.А. Высотский, Г.Д. Макилрой и Роберт Моррис - создали игру "Дарвин". Игра предполагала присутствие в памяти вычислительной машины так называемого супервизора, определявшего правила и порядок борьбы между собой программ-соперников, создававшихся игроками. Программы имели функции исследования пространства, размножения и уничтожения. Смысл игры заключался в удалении всех копий программы противника и захвате поля битвы.

На этом теоретические исследования ученых и безобидные упражнения инженеров ушли в тень, и совсем скоро мир узнал, что теория саморазмножающихся структур с не меньшим успехом может быть применена и в несколько иных целях.

2.Компьютерные вирусы.

2.1.Свойства компьютерных вирусов

Вирус – едва ли не главный враг компьютера. Крохотные зловредные программки могут в одночасье испортить плоды вашего многомесячного труда, уничтожить текстовые файлы и электронные таблицы, а то и вообще испортить файловую систему на жёстком диске…

К сожалению, некоторые авторитетные издания время от времени публикуют «самые свежие новости с компьютерных фронтов», которые при ближайшем рассмотрении оказываются следствием не вполне ясного понимания предмета.

Прежде всего, вирус - это программа. 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.

Ведут себя компьютерные вирусы точно так же, как вирусы живые: они прячут свой код в теле «здоровой» программы и при каждом её запуске активируются и начинают бурно «размножаться», бесконтрольно распространяясь по всему компьютеру.

Это – одна сторона деятельности вируса. Не самая страшная, кстати. Если бы вирус просто размножался, не мешая работе программ, то с ним, наверное, не стоило бы и связываться. Тем более, что значительное число существующих вирусов принадлежит именно к этой, относительно безвредной категории.

Но, помимо размножения, у вируса есть ещё и другое «хобби» - разрушать и пакостить. Степень «пакостности» вируса может быть разная – одни ограничиваются тем, что выводят на экран навязчивую картинку, мешающую вашей работе, другие, особо не раздумывая, полностью уничтожают данные на жёстком диске.

К счастью, такие «жестокие» вирусы встречаются нечасто. Во всяком случае, лично я столкнулся с такой заразой только однажды. Но, может быть, мне просто повезло?

В любом случае, реальный вред от вирусов сегодня куда больше, чем, скажем, от нашумевшей на весь мир «ошибки 2000 года». Жаль только, что в отличие от этого «мыльного пузыря»           вирусы не испытывают желания враз покинуть наш грешный мир с приходом нового тысячелетия. И нет надежды справиться с ними окончательно в какие-то обозримые сроки – ибо таланту авторов антивирусных программ противостоит извращённая фантазия компьютерных графоманов.

Ведь написать вирус – задача не сильно сложная. Студенческих мозгов и умения, во всяком случае, на это хватает. А если ещё и студент талантливый попадётся – будет созданная им «зараза» гулять по миру в течение долгих лет.

Вообще-то век вируса недолог. Антивирусные программы, в отличие от него, бедолаги, умнеют не по дням, а по часам. И вирус, ещё вчера казавшийся неуловимым, сегодня моментально удаляется и обезвреживается. Потому и трудно найти сегодня вирусы, чей возраст превышает год-два – остальные уже давно сохранились лишь в коллекциях.

Сегодня науке известно около 100 тысяч компьютерных вирусов – маленьких вредоносных программок, следующих в своей жизни только трём заповедям – Плодиться, Прятаться и Портить.

Как и обычные вирусы, вирусы компьютерные – паразиты, для размножения им нужен «носитель»-хозяин, здоровая программа или документ, в тело которой они прячут участки своего программного кода. Сам вирус невелик – его размер редко измеряется килобайтами. Однако натворить эта «кроха» может немало. В тот момент, когда вы, ничего не подозревая, запускаете на своём компьютере заражённую программу или открываете документ, вирус активизируется и заставляет компьютер следовать не вашим, а его, вируса, инструкциям. И – прости прощай, ваша любимая информация! Быть ей удалённой, причём чаще всего – безвозвратно. Мало того, современные вирусы исхитряются портить не только программы, но и «железо». Например, вчистую уничтожают содержимое BIOS материнской платы или калечат жёсткий диск.

А стоит за всем этим… простое человеческое тщеславие, глупость и инстинктивная тяга к разрушению. Мы умиляемся, видя сосредоточенно изничтожающего песчаный замок или старый журнал ребёнка, - а позднее такие вот подросшие, но так и не выросшие дети калечат наши компьютеры.

…А началась эта история ни много ни мало – лет тридцать назад. Именно тогда, в конце 60-х, когда о «персоналках» можно было прочитать лишь в фантастических романах, в нескольких «больших» компьютерах, располагавшихся в крупных исследовательских центрах США, обнаружились очень необычные программы. В отличие от программ нормальных, послушно ходивших «по струнке» и выполнявших все распоряжения человека, эти гуляли сами по себе. Занимались в недрах компьютера какими-то понятными только им делами, по ходу дела сильно замедляя работу компьютера. Хорошо хоть, что ничего при этом не портили и не размножались.

Однако продлилось это недолго. Уже в 70-х годах были зарегистрированы первые настоящие вирусы, способные к размножению и даже получившие свои собственные имена: большой компьютер Univac 1108 «заболел» вирусом Pervading Animal, а на компьютерах из славного семейства IBM-360/370 поселился вирус Christmas tree.

К 1980-м годам число активных вирусов измерялось уже сотнями. А появление и распространение персональных компьютеров породило настоящую эпидемию – счёт вирусов пошёл на тысячи. Правда, термин «компьютерный вирус» появился только в 1984 году: впервые его использовал в своём докладе на конференции по информационной безопасности сотрудник Лехайского Университета США Ф. Коэн.

Первые «персоналочные» вирусы были существами простыми и неприхотливыми – особо от пользователей не скрывались, «скрашивали» своё разрушительное действие (удаление файлов, разрушение логической структуры диска) выводимыми на экран картинками и каверзными «шутками»: «Назовите точную высоту горы Килиманджаро в миллиметрах! При введении неправильного ответа все данные на вашем винчестере будут уничтожены!!!». Выявить такие вирусы было нетрудно: они «приклеивались» к исполняемым (*.com или *.exe) файлам, изменяя их оригинальные размеры, - чем и пользовались первые антивирусы, успешно выявлявшие нахалов.

Позднее вирусы стали хитрее – они научились маскироваться, запрятывая свой программный код в таких потаённых уголках, до которых, как им казалось, ни один антивирус добраться не мог. Поначалу – действительно, не добирались. Потому и назывались такие вирусы «невидимками» (stealth).

Казалось, фантазия вирусописателей наконец-то истощилась. И когда против stealth-вирусов было наконец-то найдено «противоядие», компьютерный народ вздохнул с облегчением. А всё ещё только начиналось…

2.2.Классификация вирусов

2.2.1.Вирусы-программы (W32)

Со временем вирусы, прятавшие свой код в теле других программ, сдали свои позиции. Во многом это произошло из-за того, что размеры самих вирусов стали больше – а спрятать код размером в сотни килобайт не так-то просто. Да и сами программы и операционные системы резко поумнели, научившись проверять целостность собственных файлов.

В итоге произошло то, что и должно было случиться – «исполняемые» вирусы перестали маскироваться, представ перед публикой в «чистом» виде. Вирус превратился в абсолютно отдельную, независимую программу, не нуждающуюся в «хозяине-переносчике». Однако сразу же перед вирусописателями встал другой вопрос – а как заставить пользователей скачать и запустить у себя на машине этот самый вирус?

«Программные» вирусы, написанные для операционной системы Windows, решили эту проблему, маскируясь под разные «полезные» утилиты – например, под «ломалки» для условно-бесплатных программ или мультимедийные презентации. Другой излюбленный приём распространителей заразы – наряжать свои детища в «одежду» обновлений для операционной системы или даже… антивирусной программы! Увы, до сих пор многие пользователи, не задумываясь, запускают неизвестные программы, пришедшие в виде вложений в электронные письма якобы от Microsoft или «Лаборатории Касперского» - а ведь это самый верный путь поселить на свой компьютер вирус!

Большинство вирусов люди запускают на своём компьютере самостоятельно! – увы, несмотря на все усилия борцов с вирусами, некие стереотипы человеческой психологии оказываются непреодолимыми…

В 1995-1999 гг. на просторах Интернета весело развивалась добрая сотня «Windows-совместимых» вирусов. Эти милые зверушки, понятно, развились не просто так… Только за период лета 1998 – лета 1999 г. Мир пережил несколько поистине разрушительных вирусных атак: в результате деятельности вируса Win95.CIH, поражающего BIOS системной платы, из строя были выведены около миллиона компьютеров во всех странах мира.

А совсем недавно, в середине 2003г., Сеть оказалась поражена новым «червем» SoBig, распространявшимся в виде вложения в электронные письма. Несмотря на то, что о вредоносных «вложениях» уже давно трубила вся пресса, люди запускали файл-вирус без малейших опасений. И вот результат: по данным аналитиков, в начале 2003 г. каждое 17-е письмо содержало в себе начинку в виде SoBig!

Впрочем, некоторые вирусы способны атаковать ваш компьютер даже в том случае, если его «тело» физически находится в другом месте. Например, один из самых «модных» вирусов 2003 г. – Blaster – был способен атаковать все компьютеры в локальной сети с одной-единственной машины! Сканируя локальную сеть, программа обнаруживала бреши в защите каждого компьютера, и самостоятельно пропихивала в эту «дырочку» вредоносный код.

Для борьбы с W32-вирусами одной антивирусной программы, увы, недостаточно – главным условием вашей безопасности является обязательная и регулярная загрузка обновлений к Windows. А именно – файлов-«заплаток», предназначенных для закрытия уже обнаруженных «дыр» в системе защите операционной системы.

 Для получения новых «заплаток» вам необходимо навестить центр обновления Windows – сайт Windows Update (http://windowsupdate.microsoft.com). При этом совершенно не обязательно набирать этот адрес в строке браузера вручную – достаточно зайти в меню Сервис программы Internet Explorer и выбрать пункт Windows Update.

На открывшейся страничке вы увидите полный список обновлений, доступных для загрузки. Учтите – все обновления из раздела «Критические обновления» необходимо устанавливать в обязательном порядке!

Посещайте сайт Windows Update не реже раза в месяц, регулярно обновляйте базы данных вашего антивирусного пакета – и можете считать, что от львиной доли неприятностей вы застрахованы…

2.2.2.Загрузочные вирусы

Известные на текущий момент загрузочные вирусы заражают загрузочный (boot) сектор гибкого 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.

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 отдать управление не оригинальному коду загрузчика, а 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 таблице разделов диска (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).

2.2.3.Файловые вирусы

По способу заражения файлов вирусы делятся на:

перезаписывающие (overwriting);

паразитические (parasitic);

вирусы-компаньоны (companion);

вирусы-ссылки (link);

вирусы, заражающие объектные модули (OBJ);

вирусы, заражающие библиотеки компиляторов (LIB);

вирусы, заражающие 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.

Parasitic

К паразитическим относятся все файловые вирусы, которые при распространении своих копий обязательно изменяют содержимое файлов, оставляя сами 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).

Внедрение вируса в начало файла

Известны два способа внедрения паразитического файлового вируса в начало файла. Первый способ заключается в том, что вирус переписывает начало заражаемого файла в его конец, а сам копируется в освободившееся место. При заражении файла вторым способом вирус дописывает заражаемый файл к своему телу.

Таким образом, при запуске зараженного файла первым управление получает код вируса. При этом вирусы, чтобы сохранить работоспособность программы, либо лечат зараженный файл, повторно запускают его, ждут окончания его работы и снова записываются в его начало (иногда для этого используется временный файл, в который записывается обезвреженный файл), либо восстанавливают код программы в памяти компьютера и настраивают необходимые адреса в ее теле (т. е. дублируют работу ОС).

Внедрение вируса в конец файла

Наиболее распространенным способом внедрения вируса в файл является дописывание вируса в его конец. При этом вирус изменяет начало файла таким образом, что первыми выполняемыми командами программы, содержащейся в файле, являются команды вируса.

Для того чтобы получить управление при старте файла, вирус корректирует стартовый адрес программы (адрес точки входа). Для этого вирус производит необходимые изменения в заголовке файла.

Внедрение вируса в середину файла

Существует несколько методов внедрения вируса в середину файла. В наиболее простом из них вирус переносит часть файла в его конец или «раздвигает» файл и записывает свой код в освободившееся пространство. Этот способ во многом аналогичен методам, перечисленным выше. Некоторые вирусы при этом компрессируют переносимый блок файла так, что длина файла при заражении не изменяется.

Вторым является метод «cavity», при котором вирус записывается в заведомо неиспользуемые области файла. Вирус может быть скопирован в незадействованные области заголовок EXE-файла, в «дыры» между секциями EXE-файлов или в область текстовых сообщений популярных компиляторов. Существуют вирусы, заражающие только те файлы, которые содержат блоки, заполненные каким-либо постоянным байтом, при этом вирус записывает свой код вместо такого блока.

Кроме того, копирование вируса в середину файла может произойти в результате ошибки вируса, в этом случае файл может быть необратимо испорчен.

Вирусы без точки входа

Отдельно следует отметить довольно незначительную группу вирусов, не имеющих «точки входа» (EPO-вирусы — Entry Point Obscuring viruses). К ним относятся вирусы, не изменяющие адрес точки старта в заголовке EXE-файлов. Такие вирусы записывают команду перехода на свой код в какое-либо место в середину файла и получают управление не непосредственно при запуске зараженного файла, а при вызове процедуры, содержащей код передачи управления на тело вируса. Причем выполняться эта процедура может крайне редко (например, при выводе сообщения о какой-либо специфической ошибке). В результате вирус может долгие годы «спать» внутри файла и выскочить на свободу только при некоторых ограниченных условиях. Перед тем, как записать в середину файла команду перехода на свой код, вирусу необходимо выбрать «правильный» адрес в файле — иначе зараженный файл может оказаться испорченным. Известны несколько способов, с помощью которых вирусы определяют такие адреса внутри файлов, например, поиск в файле последовательности стандартного кода заголовков процедур языков программирования (C/Pascal), дизассемблирование кода файла или замена адресов импортируемых функций.

Companion

К категории «companion» 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.

К вирусам данного типа относятся те из них, 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 NOTEPAD.EXE переименовывается в NOTEPAD.EXD, а вирус записывается под именем NOTEPAD.EXE. При запуске управление получает код вируса, который затем запускает оригинальный NOTEPAD.

Возможно существование и других типов вирусов-компаньонов, использующих иные оригинальные идеи или особенности других операционных систем. Например, PATH-компаньоны, которые размещают свои копии в основном катагоге Windows, используя тот факт, что этот каталог является первым в списке PATH, и файлы для запуска Windows в первую очередь будет искать именно в нем. Данными способом самозапуска пользуются также многие компьютерные черви и троянские программы.

Прочие способы заражения

Существуют вирусы, которые 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.

Некоторые вирусы записывают свои копии в архивы (ARJ, ZIP, RAR). Другие записывают команду запуска зараженного файла в BAT-файлы.

Link-вирусы также не изменяют физического содержимого файлов, однако при запуске зараженного файла «заставляют» ОС выполнить свой код. Этой цели они достигают модификацией необходимых полей файловой системы.

2.2.4.Полиморфные вирусы

Большинство вопросов связано с термином «полиморфный вирус». Этот вид компьютерных вирусов представляется на сегодняшний день наиболее опасным. Что это такое.

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: 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.

2.2.5.Стелс-вирусы

В ходе проверки компьютера антивирусные программы считывают данные - файлы и системные области с жестких дисков и дискет, пользуясь средствами операционной системы и базовой системы ввода/вывода BIOS. Ряд вирусов, после запуска оставляют в оперативной памяти компьютера специальные модули, перехватывающие обращение программ к дисковой подсистеме компьютера. Если такой модуль обнаруживает, что программа пытается прочитать зараженный файл или системную область диска, он на ходу подменяет читаемые данные, как будто вируса на диске нет.

Страницы: 1, 2, 3