Влияние компьютерных вирусов на безопасность технических систем и методы защиты

Однако серьезного отношения  компьютерные вирусы потребовали к  себе относительно недавно; настолько  недавно, что американский институт стандартов до сих пор не дал четкого  определения компьютерного вируса, благодаря чему в трудах и работах  специалистов-компьютерщиков царит  полнейший плюрализм в трактовке  этого термина.

Основная трудность, возникающая  при попытках дать строгое определение  вируса, заключается в том, что  практически все отличительные  черты вируса (внедрение в другие объекты, скрытность, потенциальная  опасность и проч.) либо присущи  другим программам, которые никоим образом вирусами не являются, либо существуют вирусы, которые не содержат указанных выше отличительных черт (за исключением возможности распространения). Например, если в качестве отличительной  характеристики вируса принимается  скрытность, то легко привести пример вируса, не скрывающего своего распространения. Такой вирус перед заражением любого файла выводит сообщение, гласящее, что в компьютере находится  вирус и этот вирус готов поразить очередной файл, затем выводит  имя этого файла и запрашивает  разрешение пользователя на внедрение  вируса в файл.

Если в качестве отличительной  черты вируса приводится возможность  уничтожения им программ и данных на дисках, то в качестве контрпримера к данной отличительной черте  можно привести десятки совершенно безобидных вирусов, которые кроме  своего распространения ничем больше не отличаются.

Таким образом, первой из причин, не позволяющих дать точное определение  вирусу, является невозможность однозначно выделить отличительные признаки, которые  соответствовали бы только вирусам. Второй же трудностью, возникающей  при формулировке определения компьютерного  вируса является то, что данное определение  должно быть привязано к конкретной операционной системе, в которой  этот вирус распространяется. Например, теоретически могут существовать операционные системы, в которых наличие вируса просто невозможно. Таким примером может служить система, где запрещено  создавать и изменять области  выполняемого кода, т.е. запрещено изменять объекты, которые либо уже выполняются, либо могут выполняться системой при каких-либо условиях. Поэтому  представляется возможным сформулировать только обязательное условие для  того, чтобы некоторая последовательность выполняемого кода являлась вирусом.

ОБЯЗАТЕЛЬНЫМ СВОЙСТВОМ  КОМПЬЮТЕРНОГО ВИРУСА является возможность  создавать свои дубликаты (не обязательно  совпадающие с оригиналом) и внедрять их в вычислительные сети и/или файлы, системные области компьютера и  прочие выполняемые объекты. При  этом дубликаты сохраняют способность  к дальнейшему распространению.

Следует отметить, что это  условие не является достаточным (т.е. окончательным), поскольку следуя вышеприведенному примеру операционная система MS-DOS удовлетворяет  данному свойству, но вирусом, скорее всего, не является. Вот почему точного  определения вируса нет до сих  пор, и вряд ли оно появится в обозримом  будущем. Следовательно нет точно  определенного закона, по которому «хорошие» файлы можно отличить от «вирусов». Более того, иногда даже для конкретного файла довольно сложно определить, является он вирусом  или нет.

Большинство, однако, придерживается следующего определения:

Компьютерный вирус - программа, производящая в вашей компьютерной системе действия, в которых вы не нуждаетесь и о которых не подозреваете.

Попадая тем или иным способом в компьютерную систему, вирус в  общем случае самокопируется в различные  места системы, а затем - либо одновременно с этим - производит в системе  изменения, в лучшем случае не приводящие к катастрофическим последствиям - вроде высвечивания на экране терминала  некоторого сообщения, - а в худшем делающие вашу систему неработоспособной.

Специалисты классифицируют вирусы по самым различным признакам, что вносит определенную неразбериху: по степени опасности производимых вирусом действий; по способу проникновения  вируса в системы; по длине; по местам размещения вируса в системе и  т.д.

Вирусы можно разделить  на классы по следующим основным признакам:

- среда обитания;

- операционная система  (OC);

- особенности алгоритма  работы;

- деструктивные возможности.

Если первые три признака представляют интерес только для  специалистов, то деструктивные возможности  вирусов необходимо знать, наверное, каждому. Итак, по деструктивным возможностям вирусы можно разделить на:

- безвредные, т.е. никак  не влияющие на работу компьютера (кроме уменьшения свободной памяти  на диске в результате своего  распространения);

- неопасные, влияние которых  ограничивается уменьшением свободной  памяти на диске и графическими, звуковыми и пр. эффектами;

- опасные вирусы, которые  могут привести к серьезным  сбоям в работе компьютера;

- очень опасные, в алгоритм  работы которых заведомо заложены  процедуры, которые могут привести  к потере программ, уничтожить  данные, стереть необходимую для  работы компьютера информацию, записанную  в системных областях памяти, и даже, как гласит одна из  непроверенных компьютерных легенд, способствовать быстрому износу  движущихся частей механизмов - вводить  в резонанс и разрушать головки  некоторых типов винчестеров.

Но даже если в алгоритме  вируса не найдено ветвей, наносящих  ущерб системе, этот вирус нельзя с полной уверенностью назвать безвредным, так как проникновение его  в компьютер может вызвать  непредсказуемые, и порой, катастрофические последствия. Ведь вирус, как и всякая программа, имеет ошибки, в результате которых могут быть испорчены  файлы.

Большинство вирусов паразитирует на конкретных программах или файлах - “своих” для каждого вируса, - присоединяя свое тело к телу программы  или к определенным файлам, гарантированно присутствующим в инфицируемой системе. Аналогично, большинство вирусов  имеет собственные “излюбленные”  места в инфицируемой системе, в  которых вирус размещается сразу  после проникновения в систему. Знание этих особенностей, уникальных для каждого семейства вирусов, значительно облегчает обнаружение  вирусов в системе и борьбу с ними. Собственно это большинство  вирусов и называется вирусами в  общепринятом понимании этого термина. Вполне понятно, что отсутствие в  системе пользователя какого-либо программного продукта на 100% гарантирует, что система  не будет поражена вирусом, паразитирующим именно на этой программе. Хуже обстоит  дело с вирусами, нацеленными на системные программы и файлы, однако именно эта нацеленность облегчает  борьбу с заразой.

Но есть относительно небольшая  группа программ, которые с полной уверенностью можно отнести к  вирусам в соответствии с приведенным  выше определением, отличающихся повышенной степенью автономности в своей работе - так называемые “черви”.

Если обычный вирус  активизируется при запуске пользователем  программы, на которой паразитирует вирус или при отработке системой конкретных событий - например, прерываний, - то червь самостоятельно управляет  запуском своих копий.

Если обычный вирус  размещается в более-менее определенных местах системы, то место размещения в системе червя предсказать  крайне сложно, поскольку ему все  равно, где размещаться - было бы достаточно места.

Черви нацелены не на конкретные программы или файлы, а на системы  конкретной архитектуры. Черви гораздо  опаснее вирусов именно в силу своей автономности, т.е. независимости  от наличия в поражаемых системах некоторых уникальных условий, например, наличия определенных файлов.

Платой за повышенную автономность является повышенная сложность червя  как программы и, как следствие, значительно больший, нежели у обычных  вирусов, размер. Обычно черви состоят  из нескольких модулей - сегментов кода, слишком больших, чтобы быть спрятанными  в файлах операционной системы. Однако этот "маленький" недостаток с  лихвой окупается размером ущерба, который может причинить червяк, поскольку догадаться о наличии  в системе именно червя, локализовать его и бороться с ним, по сравнению  с обычными вирусами, сложнее.

Появление, развитие и быстрое  распространение вычислительных сетей  вызвало к жизни подвид червей - так называемых "сетевых червей". Сетевые черви - еще более сложное  образование. Они характерны тем, что  распространяются по сети, используя  для распространения сетевые  средства коммуникации - “электронные почты” всевозможных видов, специальные  сетевые утилиты и т.д. - и используют атакуемые узлы в собственных  интересах (для саморазмножения  и дальнейшего распространения  по сети). При этом очень быстро наступает  полная блокировка сети.

Первые исследования и  эксперименты с сетевыми червями  были проведены на сети Ethernet в исследовательском  центре фирмы Xerox в Пало Алто. Червь  в этих экспериментах существовал  в виде сегментов, выполнявшихся  на разных узлах сети под управлением  головного сегмента. При этом четко  проявилась опасность этого вида червей, поскольку в процессе работы червь мог затирать своей информацией  страницы памяти инфицируемых систем, что неминуемо вело к остановке  последних.

Но отчего же все-таки проблема вирусов - в основном в плане борьбы с ними - приобрела в последнее  время такое значение? Насколько  и чем оправданы усилия компьютерной братии от пользователей до профессионалов, затрачиваемые на изучение и борьбу с компьютерной заразой?

Причин такого положения  дел достаточно много, но главных, пожалуй, две:

во-первых, деятельность большинства  вирусов изначально небезобидна: большинство  вирусов либо сознательно рассчитано на повреждение или искажение  используемых в вычислительной системе  данных и программ (в том числе  и системных), либо допускает подобные эффекты вследствие своей работы;

во-вторых, масштабы распространения  вирусов самым непосредственным и теснейшим образом связаны  с масштабами распространения технического чуда последних десятилетий - персональных компьютеров.

Первое утверждение очевидно: вряд ли кто-нибудь из нормальных людей  добровольно согласится на то, чтобы  продукт его труда - иногда весьма длительного, - был уничтожен или  безнадежно испорчен буквально в  мгновение ока. Учитывая все возрастающую зависимость деловых, финансовых, правительственных  и военных кругов от предоставляемых  компьютерами услуг, становится понятным ужас и ненависть, испытываемые этими  кругами по отношению к компьютерным вирусам.

Ситуация подогревается  также тем, что внедрение вирусов  в системы происходит зачастую через  “дыры” в подсистемах безопасности, а это не может не волновать  разнообразные органы, которые у  нас называют компетентными. Поскольку  эти органы весьма заботятся о  сохранности своей информации, они  справедливо считают, что если вирус  пролез в “дыру”, то почему бы в  эту же “дыру” не пролезть кому-либо из племени любопытных длинноносых  варвар. Взять тот же вирус: отчего бы ему не быть запрограммированным  на то, чтобы, пробравшись незамеченным в систему компетентного органа, разместиться в самом дальнем  и укромном уголке и, продолжая оставаться незамеченным для хозяев, не разрушать  хозяйские данные, а периодически посылать их своему разработчику.

Само собой разумеется, насколько такая перспектива  желательна компетентным органам одной  стороны, настолько она ненавистна компетентным органам стороны другой.

Вторая причина популярности компьютерных вирусов менее очевидна, но от этого ничуть не становится менее  истинным тот факт, что наблюдаемое  в последнее годы глобальное распространение  вирусов - и сопутствующих им проблем - во многом определяется массовым выпуском и распространением микрокомпьютеров, которые наиболее беззащитны для  вирусов в силу стандартности  своей архитектуры и архитектуры  математического обеспечения.

Большие системы практически  не имеют проблем с вирусами в  силу своей уникальности, обеспечиваемой тем, что, во-первых, каждая большая  система проходит стадию генерации, во время которой многочисленные системные параметры образуют уникальное сочетание; во-вторых, большие системы  имеют хорошо развитые подсистемы разделения доступа и защиты, что является серьезным препятствием для вирусов  и позволяет легко обнаруживать источник заражения.

Легко заметить, что микросистемы в большинстве своем лишены уникальности. Именно стандартность является и  преимуществом микросистем, обусловившим их широкое распространение, и их проклятием, поскольку вирус, возникший  в одной системе, без труда  поражает соседнюю, так как по архитектуре  обе системы похожи как две  капли воды.

Но этого мало. Непонятно  почему, но люди всегда стремились облегчить  вирусам - и естественным, и компьютерным - их черное дело. Например, обычная  чума: не тем ли объясняется ее массовость и скорость распространения, что  люди издавна стремились жить как  можно ближе друг к другу, вследствие чего появлялись стоянки, поселения, деревни, города и т.д. О СПИДе я уже  не говорю: попробуйте, уговорите людей  воздержаться от общеизвестного способа  его распространения! Аналогично и  с электронной чумой, как называют вирусы.

Итак, извечное стремление человеческое пообщаться с себе подобными привело  к появлению многомашинных систем - компьютерных сетей. Кроме того, люди во многом схожи, поэтому ничего нет  удивительного в том, что в  разных концах света пользователи работают с одними и теми же удачно созданными программами и системами.

Глава 3. Социальные аспекты  проблемы компьютерных вирусов

Кто и почему пишет вирусы?

Так кто же пишет вирусы? Основную их массу создают студенты и школьники, которые только что  изучили язык ассемблера, хотят попробовать  свои силы, но не могут найти для  них более достойного применения. Отраден тот факт, что значительная часть таких вирусов их авторами часто не распространяется, и вирусы через некоторое время умирают  вместе с дискетами, на которых хранятся. Такие вирусы пишутся скорее всего  только для самоутверждения.