Компьютерный вирус

Начало исходного кода примитивного вируса для MS-DOS на языке ассемблера

Stoned (1987)

Компью́терный ви́рус — разновидность компьютерных программ или вредоносный код, отличительной особенностью которых является способность к размножению (саморепликация). В дополнение к этому вирусы могут без ведома пользователя выполнять прочие произвольные действия, в том числе наносящие вред пользователю и/или компьютеру.

Даже если автор вируса не программировал вредоносных эффектов, вирус может приводить к сбоям компьютера из-за ошибок, неучтённых тонкостей взаимодействия с операционной системой и другими программами. Кроме того, вирусы обычно занимают некоторое место на накопителях информации и отбирают некоторые другие ресурсы системы. Поэтому вирусы относят к вредоносным программам.

Некомпетентные пользователи ошибочно относят к компьютерным вирусам и другие виды вредоносных программ — программы-шпионы и прочее.^[1] Известны десятки тысяч компьютерных вирусов, которые распространяются через Интернет по всему миру.

Создание и распространение вредоносных программ (в том числе вирусов) преследуется в России согласно Уголовному кодексу РФ (глава 28, статья 273). Согласно доктрине информационной безопасности РФ^{[2][нет в источнике]}, в России должен проводиться правовой ликбез в школах и вузах при обучении информатике и компьютерной грамотности по вопросам защиты информации в ЭВМ, борьбы с компьютерными вирусами, детскими порносайтами^{[источник?]} и обеспечению информационной безопасности в сетях ЭВМ.

История

Основные статьи: История компьютерных вирусов, Хронология компьютерных вирусов и червей

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.^[3]

Первыми известными собственно 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 1987—1989 годам: Brain (более 18 тысяч зараженных компьютеров, по данным McAfee^{[источник не указан 918 дней]}), Jerusalem (проявился в пятницу 13 мая 1988 года, уничтожая программы при их запуске^[4]), червь Морриса (свыше 6200 компьютеров, большинство сетей вышло из строя на срок до пяти суток), DATACRIME (около 100 тысяч зараженных ПЭВМ только в Нидерландах).

Тогда же оформились основные классы двоичных вирусов: сетевые черви (червь Морриса, 1987), «троянские кони» (AIDS, 1989^[5]), 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 удаленного администрирования BackOrifice (1998) и последовавшие за ней аналоги (NetBus, Phase).

Вирус Win95.CIH достиг апогея в применении необычных методов, перезаписывая FlashBIOS зараженных 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 защищенные 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 распространенном ПО многочисленных уязвимостей открыло дорогу червям-эксплоитам. В 2004 году беспрецедентные по масштабам эпидемии вызывают MsBlast (по данным Microsoft — более 16 млн систем^[6]), Sasser и Mydoom (оценочные ущербы 500 млн и 4 млрд долл. соответственно^[7]).

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.

Вначале 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

Возможно, этот раздел содержит оригинальное исследование. Добавьте ссылки на источники, в противном случае он может быть удалён. Дополнительные сведения могут быть на странице обсуждения.

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»^[8], 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»^[9][10], где он сам приписывает авторство термина Лену Эдлмэну^[11][12].

Формально вирус определён Фредом Коэном со ссылкой на машину Тьюринга^[13] следующим образом^[14]:

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″:

∀ CM ∀ t ∀ j:
SM(t) = SM0 ∧
PM(t) = j ∧
{ CM(t, j) … CM(t, j + |v| - 1)} = v ⇒
∃ v' ∃ j' ∃ t' ∃ t":
t < t" < t' ∧
{j' … j' +|v'|} ∩ {j … j + |v|} = ∅ ∧
{ CM(t', j') … CM(t', j' + |v'| - 1)} = v' ∧
PM(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^[14], 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.^[13]

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 Интернет. 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, скриптовые вирусы, макровирусы, вирусы, поражающие исходный код);
• по поражаемым операционным системам и платформам (DOS, Microsoft Windows, Unix, Linux);
• по технологиям, используемым вирусом (полиморфные вирусы, стелс-вирусы, руткиты);
• по языку, на котором написан вирус (ассемблер, высокоуровневый язык программирования, скриптовый язык и др.);
• по дополнительной вредоносной функциональности (бэкдоры, кейлоггеры, шпионы, ботнеты и др.).

Распространение

Механизм

Вирусы распространяются, копируя свое тело и обеспечивая его последующее исполнение: внедряя себя в исполняемый код других программ, заменяя собой другие программы, прописываясь в автозапуск 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 эксплоитом, использующим уязвимость.

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-флешки 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 удаленно 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.

Противодействие обнаружению

Во времена MS-DOS были распространены стелс-вирусы, перехватывающие прерывания для обращения к операционной системе. Вирус таким образом мог скрывать свои файлы из дерева каталогов или подставлять вместо зараженного файла исходную копию.

С широким распространением антивирусных сканеров, проверяющих перед запуском любой код на наличие сигнатур или выполнение подозрительных действий, этой технологии стало недостаточно. Сокрытие вируса из списка процессов или дерева каталогов для того, чтобы не привлекать лишнее внимание пользователя, является базовым приемом, однако для борьбы с антивирусами требуются более изощренные методы. Для противодействия сканированию на наличие сигнатур применяется шифрование кода и полиморфизм. Эти техники часто применяются вместе, поскольку для расшифрования зашифрованной части вируса необходимо оставлять расшифровщик незашифрованным, что позволяет обнаруживать его по сигнатуре. Поэтому для изменения расшифровщика применяют полиморфизм — модификацию последовательности команд, не изменяющую выполняемых действий. Это возможно благодаря весьма разнообразной и гибкой системе команд процессоров Intel, в которой одно и то же элементарное действие, например сложение двух чисел, может быть выполнено несколькими последовательностями команд.

Также применяется перемешивание кода, когда отдельные команды случайным образом разупорядочиваются и соединяются безусловными переходами. Передовым фронтом вирусных технологий считается метаморфизм, который часто путают с полиморфизмом. Расшифровщик полиморфного вируса относительно прост, его функция — расшифровать основное тело вируса после внедрения, то есть после того как его код будет проверен антивирусом и запущен. Он не содержит самого полиморфного движка, который находится в зашифрованной части вируса и генерирует расшифровщик. В отличие от этого, метаморфный вирус может вообще не применять шифрование, поскольку сам при каждой репликации переписывает весь свой код.^[15]

Профилактика и лечение

В настоящий момент существует множество антивирусных программ, используемых для предотвращения попадания вирусов в ПК. Однако нет гарантии, что они смогут справиться с новейшими разработками. Поэтому следует придерживаться некоторых мер предосторожности, в частности:

1. Не работать под привилегированными учётными записями без крайней необходимости.
2. Не запускать незнакомые программы из сомнительных источников.
3. Стараться блокировать возможность несанкционированного изменения системных файлов.
4. Отключать потенциально опасный функционал системы (например autorun носителей в MS Windows, сокрытие файлов, их расширений и пр.).
5. Не заходить на подозрительные сайты, обращать внимание на адрес в адресной строке обозревателя.
6. Пользоваться только доверенными дистрибутивами.
7. Постоянно делать резервные копии важных данных и иметь образ системы со всеми настройками для быстрого развёртывания.
8. Выполнять регулярные обновления часто используемых программ, особенно, обеспечивающих безопасность системы.

Экономика

Некоторые производители антивирусов утверждают, что сейчас создание вирусов превратилось из одиночного хулиганского занятия в серьёзный бизнес, имеющий тесные связи с бизнесом спама и другими видами противозаконной деятельности.^[16]

Также называются миллионные и даже миллиардные суммы ущерба от действий вирусов и червей.^[17] К подобным утверждениям и оценкам следует относиться осторожно: суммы ущерба по оценкам различных аналитиков различаются (иногда на три-четыре порядка), а методики подсчёта не приводятся.

Примечания

1. ↑ Спамооборона // KP.RU (недоступная ссылка — история)
2. ↑ Доктрина информационной безопасности Российской Федерации
3. ↑ McIlroy et al. Darwin, a Game of Survival of the Fittest among Programs
4. ↑ Вирус RCE-1813 (Jerusalem — Иерусалим)
5. ↑ George Smith. The Original Anti-Piracy Hack SecurityFocus, 12 августа 2002
6. ↑ AlgoNet — Эпидемия MSBlast оказалась гораздо обширнее, чем предполагалось
7. ↑ Cost of Sasser is $500m and counting… Silicon.com
8. ↑ The Scarred Man (англ.)
9. ↑ Fred Cohen. Computer Viruses — Theory and Experiments (англ.)
10. ↑ Коэн Ф. Компьютерные вирусы — теория и эксперименты (рус.)
11. ↑ Leonard Adleman. An Abstract Theory of Computer Viruses (англ.)
12. ↑ Цитируется по: Diomidis Spinellis. Reliable Identification of Bounded-length Viruses is NP-complete IEEE Transactions on Information Theory, 49(1), pp. 280—284, January 2003
13. ↑ ^{1 2} Alan M. Turing. On computable numbers, with an application to the Entscheidungs Problem. Proceedings of the London Mathematical Society, vol. 2, № 42, pp. 230—265, 1936, Corrections in 2(43): pp. 544—546
14. ↑ ^{1 2} Fred Cohen. Computational aspects of computer viruses Computers & Security, vol. 8, № 4, pp. 325—344, June 1989
15. ↑ Billy Belcebu. Метаморфизм Xine#4, перев. с англ. v0id
16. ↑ Виталий Камлюк. Ботнеты. Вирусная энциклопедия. Лаборатория Касперского (13 мая 2008).(недоступная ссылка — история) Проверено 13 декабря 2008.
17. ↑ Роман Боровко. Экономический ущерб от вирусов. Рынок информационной безопасности 2003. CNews-Аналитика. Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 13 декабря 2008.

См. также

• Троянская программа
• Хронология компьютерных вирусов и червей
• EICAR-Test-File
• Bat-вирус

Ссылки

• Harold Thimbleby, Stuart Anderson, Paul Cairns. A framework for modelling trojans and computer virus infection (англ.)
• Truth about computer security histeria (англ.) VMYTHS
• Развитие мобильных вирусов