Файл: Компьютерный вирус.pdf

Компью́терный ви́рус — вид вредоносного программного обеспечения, способного внедряться в код других программ, системные области памяти, загрузочные секторы, и распространять свои копии по разнообразным каналам связи.

Основная цель вируса — его распространение. Кроме того, часто его сопутствующей функцией является нарушение работы программно-аппаратных комплексов — удаление файлов и даже удаление операционной системы, приведение в негодность структур размещения данных, блокирование работы пользователей и т. п. Даже если автор вируса не запрограммировал вредоносных эффектов, вирус может приводить к сбоям компьютера из-за ошибок, неучтённых тонкостей взаимодействия с операционной системой и другими программами. Кроме того, вирусы, как правило, занимают место на накопителях информации и потребляют ресурсы системы.

В обиходе «вирусами» называют всё вредоносное ПО, хотя на самом деле это лишь один его вид.

История

Основы теории самовоспроизводящихся механизмов заложил американец венгерского происхождения Джон фон Нейман, который в 1951 году предложил метод создания таких механизмов. С 1961 года известны рабочие примеры таких программ[2].

Первыми известными вирусами являются Virus 1,2,3 и Elk Cloner для ПК Apple II, появившиеся в 1981 году. Зимой 1984 года появились первые антивирусные утилиты — CHK4BOMB и BOMBSQAD авторства Энди Хопкинса (англ. Andy Hopkins). В начале 1985 года Ги Вонг (англ. Gee Wong) написал программу DPROTECT — первый резидентный антивирус.

Первые вирусные эпидемии относятся к 1986-1989 годам: Brain (распространялся в загрузочных секторах дискет, вызвал крупнейшую эпидемию), Jerusalem[en] (проявился в пятницу 13 мая 1988 года, уничтожая программы при их запуске[3]), червь Морриса (свыше 6200 компьютеров, большинство сетей вышло из строя на срок до пяти суток), DATACRIME (около 100 тысяч заражённых ПЭВМ только в Нидерландах).

Тогда же оформились основные классы двоичных вирусов: сетевые черви (червь Морриса, 1987), «троянские кони» (AIDS, 1989[4]), полиморфные вирусы (Chameleon, 1990), стелс-вирусы (Frodo, Whale, 2-я половина 1990).

Параллельно оформляются организованные движения как про-, так и антивирусной направленности: в 1990 году появляются специализированная BBS Virus Exchange, «Маленькая чёрная книжка о компьютерных вирусах» Марка Людвига, первый коммерческий антивирус Symantec Norton AntiVirus.

В 1992 году появились первый конструктор вирусов для PC — VCL (для Amiga конструкторы существовали и ранее), а также готовые полиморфные модули (MtE, DAME и TPE) и модули шифрования для встраивания в новые вирусы.

В несколько последующих лет были окончательно отточены стелс- и полиморфные технологии (SMEG.Pathogen, SMEG.Queeg, OneHalf, 1994; NightFall, Nostradamus, Nutcracker, 1995), а также испробованы самые необычные способы проникновения в систему и заражения файлов (Dir II — 1991, PMBS, Shadowgard, Cruncher — 1993). Кроме того, появились вирусы, заражающие объектные файлы (Shifter, 1994) и исходные тексты программ (SrcVir, 1994). С распространением пакета Microsoft Office получили распространение макровирусы (Concept, 1995).

В 1996 году появился первый вирус для Windows 95 — Win95.Boza, а в декабре того же года — первый резидентный вирус для неё — Win95.Punch.

С распространением сетей и Интернета файловые вирусы всё больше ориентируются на них как на основной канал работы (ShareFun, 1997 — макровирус MS Word, использующий MS-Mail для распространения; Win32.HLLP.DeTroie, 1998 — семейство вирусов-шпионов; Melissa, 1999 — макровирус и сетевой червь, побивший все рекорды по скорости распространения). Эру расцвета «троянских коней» открывает утилита скрытого удалённого администрирования BackOrifice (1998) и последовавшие за ней аналоги (NetBus, Phase).

Вирус Win95.CIH достиг апогея в применении необычных методов, перезаписывая FlashBIOS заражённых машин (эпидемия в июне 1998 считается самой разрушительной за предшествующие годы).

В конце 1990-x — начале 2000-x годов с усложнением ПО и системного окружения, массовым переходом на сравнительно защищённые Windows семейства NT, закреплением сетей как основного канала обмена данными, а также успехами антивирусных технологий в обнаружении вирусов, построенных по сложным алгоритмам, последние стали всё больше заменять внедрение в файлы на внедрение в операционную систему (необычный автозапуск, руткиты) и подменять полиморфизм огромным количеством видов (число известных вирусов растет экспоненциально).

Вместе с тем обнаружение в Windows и другом распространённом ПО многочисленных уязвимостей открыло дорогу червям-эксплоитам. В 2004 году беспрецедентные по масштабам эпидемии вызывают MsBlast (по данным Microsoft, более 16 млн систем[5]), Sasser и Mydoom (оценочные ущербы 500 млн и 4 млрд долл. соответственно[6]).

Кроме того, монолитные вирусы в значительной мере уступают место комплексам вредоносного ПО с разделением ролей и вспомогательными средствами (троянские программы, загрузчики/дропперы, фишинговые сайты, спам-боты и пауки). Также расцветают социальные технологии — спам и фишинг — как средство заражения в обход механизмов защиты ПО.

В начале на основе троянских программ, а с развитием технологий p2p-сетей — и самостоятельно — набирает обороты самый современный вид вирусов — черви-ботнеты (Rustock, 2006, ок. 150 тыс. ботов; Conficker, 2008—2009, более 7 млн ботов; Kraken, 2009, ок. 500 тыс. ботов). Вирусы в числе прочего вредоносного ПО окончательно оформляются как средство киберпреступности.

Этимология названия [править | править код]

Компьютерный вирус был назван по аналогии с биологическими вирусами за сходный механизм распространения. По-видимому, впервые слово «вирус» по отношению к программе было употреблено Грегори Бенфордом (Gregory Benford) в фантастическом рассказе «Человек в шрамах»[7], опубликованном в журнале Venture в мае 1970 года.

Термин «компьютерный вирус» впоследствии не раз «открывался» и переоткрывался. Так, переменная в подпрограмме PERVADE (1975), от значения которой зависело, будет ли программа ANIMAL распространяться по диску, называлась VIRUS. Также вирусом назвал свои программы Джо Деллинджер, и, вероятно, это и было то, что впервые было правильно обозначено как вирус.

Формальное определение

Нет общепринятого определения вируса. В академической среде термин был употреблён Фредом Коэном в его работе «Эксперименты с компьютерными вирусами»^. где он сам приписывает авторство термина Леонарду Адлеману^[10][11].

Формально вирус определён Фредом Коэном со ссылкой на машину Тьюринга следующим образом:

M: (S_M, I_M, O_M: S_M x I_M > I_M, N_M: S_M x I_M > S_M, D_M: S_M x I_M > d)

с заданным множеством состояний S_M, множеством входных символов I_M и отображений (O_M, N_M, D_M), которая на основе своего текущего состояния s ∈ S_M и входного символа i ∈ I_M, считанного с полубесконечной ленты, определяет: выходной символ o ∈ I_M для записи на ленту, следующее состояние машины s' ∈ S_M и движения по ленте d ∈ {-1,0,1}.

Для данной машины M последовательность символов v: v_i ∈ I_M может быть сочтена вирусом тогда и только тогда, когда обработка последовательности v в момент времени t влечёт за собой то, что в один из следующих моментов времени t последовательность v′ (не пересекающаяся с v) существует на ленте, и эта последовательность v′ была записана M в точке t′, лежащей между t и t″:

∀ C_M ∀ t ∀ j:

S_M(t) = S_M0 ∧

P_M(t) = j ∧

{ C_M(t, j) … C_M(t, j + |v| - 1)} = v ⇒

∃ v' ∃ j' ∃ t' ∃ t":

t < t" < t' ∧

{j' … j' +|v'|} ∩ {j … j + |v|} = ∅ ∧

{ C_M(t', j') … C_M(t', j' + |v'| - 1)} = v' ∧

P_M(t") ∈ { j' … j' + |v'| - 1 }

где:

t ∈ N число базовых операций «перемещения», осуществлённых машиной
P_M ∈ N номер позиции на ленте машины в момент времени t
S_M0 начальное состояние машины
C_M(t, c) содержимое ячейки c в момент времени t

Данное определение было дано в контексте вирусного множества VS = (M, V) — пары, состоящей из машины Тьюринга M и множества последовательностей символов V: v, v' ∈ V. Из данного определения следует, что понятие вируса неразрывно связано с его интерпретацией в заданном контексте, или окружении.

Фредом Коэном было показано, что «любая самовоспроизводящаяся последовательность символов: одноэлементный VS, согласно которой существует бесконечное количество VS, и не-VS, для которых существуют машины, по отношению к которым все последовательности символов является вирусом, и машин, для которых ни одна из последовательностей символов не является вирусом, даёт возможность понять, когда любая конечная последовательность символов является вирусом для какой-либо машины». Он также приводит доказательство того, что в общем виде вопрос о том, является ли данная пара (M, X) : X_i ∈ I_M вирусом, неразрешим (то есть не существует алгоритма, который мог бы достоверно определить все вирусы) теми же средствами, которыми доказывается неразрешимость проблемы остановки.

Другие исследователи доказали, что существуют такие типы вирусов (вирусы, содержащие копию программы, улавливающей вирусы), которые не могут быть безошибочно определены ни одним алгоритмом.

Классификация

Ныне существует немало разновидностей вирусов, различающихся по основному способу распространения и функциональности. Если изначально вирусы распространялись на дискетах и других носителях, то сейчас доминируют вирусы, распространяющиеся через локальные и глобальные (Интернет) сети. Растёт и функциональность вирусов, которую они перенимают от других видов программ.

В настоящее время не существует единой системы классификации и именования вирусов (хотя попытка создать стандарт была предпринята на встрече CARO в 1991 году). Принято разделять вирусы:

по поражаемым объектам (файловые вирусы, загрузочные вирусы, сценарные вирусы, макровирусы, вирусы, поражающие исходный код);
файловые вирусы делят по механизму заражения: паразитирующие добавляют себя в исполняемый файл, перезаписывающие невосстановимо портят заражённый файл, «спутники» идут отдельным файлом.
по поражаемым операционным системам и платформам (DOS, Windows, Unix, Linux, Android);
по технологиям, используемым вирусом (полиморфные вирусы, стелс-вирусы, руткиты);
по языку, на котором написан вирус (ассемблер, высокоуровневый язык программирования, сценарный язык и др.);
по дополнительной вредоносной функциональности (бэкдоры, кейлоггеры, шпионы, ботнеты и др.).

Распространение

Через Интернет, локальные сети и съёмные носители.

Механизм

Вирусы распространяются, копируя своё тело и обеспечивая его последующее исполнение: внедряя себя в исполняемый код других программ, заменяя собой другие программы, прописываясь в автозапуск через реестр и другое. Вирусом или его носителем могут быть не только программы, содержащие машинный код, но и любая информация, содержащая автоматически исполняемые команды, — например, пакетные файлы и документы Microsoft Word и Excel, содержащие макросы. Кроме того, для проникновения на компьютер вирус может использовать уязвимости в популярном программном обеспечении (например, Adobe Flash, Internet Explorer, Outlook), для чего распространители внедряют его в обычные данные (картинки, тексты и т. д.) вместе с эксплойтом, использующим уязвимость.

После того как вирус успешно внедрился в коды программы, файла или документа, он будет находиться в состоянии сна, пока обстоятельства не заставят компьютер или устройство выполнить его код. Чтобы вирус заразил ваш компьютер, необходимо запустить заражённую программу, которая, в свою очередь, приведёт к выполнению кода вируса. Это означает, что вирус может оставаться бездействующим на компьютере без каких-либо симптомов поражения. Однако, как только вирус начинает действовать, он может заражать другие файлы и компьютеры, находящиеся в одной сети. В зависимости от целей программиста-вирусописателя, вирусы либо причиняют незначительный вред, либо имеют разрушительный эффект, например, удаление данных или кража конфиденциальной информации.

Каналы

Дискеты. Самый распространённый канал заражения в 1980—1990-е годы. Сейчас практически отсутствует из-за появления более распространённых и эффективных каналов и отсутствия флоппи-дисководов на многих современных компьютерах.
Флеш-накопители («флешки»). В настоящее время USB-накопители заменяют дискеты и повторяют их судьбу — большое количество вирусов распространяется через съёмные накопители, включая цифровые фотоаппараты, цифровые видеокамеры, портативные цифровые плееры, а с 2000-х годов всё большую роль играют мобильные телефоны, особенно смартфоны (появились мобильные вирусы). Использование этого канала ранее было преимущественно обусловлено возможностью создания на накопителе специального файла autorun.inf, в котором можно указать программу, запускаемую Проводником Windows при открытии такого накопителя. В Windows 7 возможность автозапуска файлов с переносных носителей была отключена.
Электронная почта. Обычно вирусы в письмах электронной почты маскируются под безобидные вложения: картинки, документы, музыку, ссылки на сайты. В некоторых письмах могут содержаться действительно только ссылки, то есть в самих письмах может и не быть вредоносного кода, но если открыть такую ссылку, то можно попасть на специально созданный веб-сайт, содержащий вирусный код. Многие почтовые вирусы, попав на компьютер пользователя, затем используют адресную книгу из установленных почтовых клиентов типа Outlook для рассылки самого себя дальше.
Системы обмена мгновенными сообщениями. Здесь также распространена рассылка ссылок на якобы фото, музыку либо программы, в действительности являющиеся вирусами, по ICQ и через другие программы мгновенного обмена сообщениями.
Веб-страницы. Возможно также заражение через страницы Интернета ввиду наличия на страницах всемирной паутины различного «активного» содержимого: скриптов, ActiveX-компонент. В этом случае используются уязвимости программного обеспечения, установленного на компьютере пользователя, либо уязвимости в ПО владельца сайта (что опаснее, так как заражению подвергаются добропорядочные сайты с большим потоком посетителей), а ничего не подозревающие пользователи, зайдя на такой сайт, рискуют заразить свой компьютер.
Интернет и локальные сети (черви). Черви — вид вирусов, которые проникают на компьютер-жертву без участия пользователя. Черви используют так называемые «дыры» (уязвимости) в программном обеспечении операционных систем, чтобы проникнуть на компьютер. Уязвимости — это ошибки и недоработки в программном обеспечении, которые позволяют удалённо загрузить и выполнить машинный код, в результате чего вирус-червь попадает в операционную систему и, как правило, начинает действия по заражению других компьютеров через локальную сеть или Интернет. Злоумышленники используют заражённые компьютеры пользователей для рассылки спама или для DDoS-атак.