Вирусы: обнаружение заражения

Проведем аналогии

Наверное, уже все слышали о таком объекте, как компьютерный вирус. Что же представляет эта субстанция и от куда пошло это название? Термин "вирус" пришел к нам из биологии и медицины. Биологический вирус - это неполноценный организм, состоящий из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК, т.е. генетического кода) и защитной белковой оболочки, позволяющей существовать вирусу в закапсулированном состоянии. Биологический вирус оживает лишь тогда, когда попадает в клетку живого организма и встраивает свой генетический код в исходный. Компьютерный вирус действует теме же методами. И так.

Компьютерный вирус - это кусок кода (не программа, а всего лишь код), который способен встраиваться в код какой-либо программы, там самым оживая и заражая другие программы. Как и в случае биологического вируса, когда больной человек опасен здоровому, зараженная программа опасна для других программ, т.к. с ее помощью вирус может заражать. При этом в большинстве случаев зараженная программа вполне работоспособна, а не редко ее и не возможно отличить от "здоровой".

Чем раньше министерство здравоохранения обнаружит вирусную эпидемию, тем мягче будут последствия и тем быстрее можно будет локализовать очаг заражения и избавиться от заразы. Точно тоже происходит и в мире программ. Чем раньше будет выявлено заражение, тем меньшее число программ окажутся "больными" и тем проще будет вылечить компьютер. О своей болезни первым узнает сам больной и только он может первым выявить начало эпидемии. Так почему бы самим программам не сообщать нам о своем заражении? Ведь присутствие вируса в системе начинает ощущаться тогда, когда уже половина всех программ заражены, а до этого все списывается на мелкие глюки.

Как же программа поймет, что она "больна"? Вернемся к биологии: биологический вирус встраивает свой генетический код в код жертвы, тем самым меняя его структуру. Компьютерный вирус поступает также. А изменения могут возникнуть следующие: код станет длиннее или короче исходного; код не изменит своего размера, но изменится сам.

Теория обнаружения заражения

Программа должна сама после запуска произвести проверку своего кода на наличие повреждения (заражения) и в случае обнаружения изменений выдать предупреждающее сообщение. Если так будут поступать все программы, то попавший в систему вирус будет сразу же обнаружен, после чего пользователь компьютера, воспользовавшись антивирусными программами, избавится от него. Пришли к следующему: программа лишь обнаруживает свое заражение, даже не пытаясь самолечиться; но этого достаточно для своевременного выявления заразы.

Как же программа сможет понять, что ее код изменился? Конечно можно хранить вторую копию кода программы в файле с другим именем и сравнивать после запуска, но это не экономично и не эффективно. На самом деле достаточно хранить всего лишь размер программы и контрольную сумму (число, равное сумме всех байт кода программы). Эти данные могут находиться в отдельном файле и распространяться вместе с самой программой. Важно, что бы генерация этого файла проходила только для "здоровой" программы, предварительно проверенных антивирусом.

Может возникнуть вопрос, а что если появятся новые вирусы, способные изменять не только код самой программы, но и данные контрольного файла? Да, это возможно. Но можно действовать не по одному шаблону. Например, в каждом конкретном случае использовать разные функции подсчета контрольной суммы, что не позволит вирусу корректно подстроить значения под себя. В итоге этот метод даст возможность обнаружить как минимум 99% вирусов.

Практическая реализация

Основная цель, которую я перед собой поставил: добиться максимальной простоты изменения текста программы для добавления контроля заражения. В итоге все свелось к одному модулю, экспортирующему всего одну функцию. Сразу приведу текст этого модуля:

unit antivirus;

{*******************************************************************************
* Модуль антивирусной защиты программы: ОБНАРУЖЕНИЕ ЗАРАЖЕНИЯ                  *
* © Акатов Алексей, 2004 год.                                                  *
* http://aka-alex.narod.ru                                                     *
*******************************************************************************}

interface

uses windows, sysutils;

function detection: boolean;

implementation

const infection = 'Программа заражена вирусом или была повреждена.'#10#13 +
          'Проведите полную проверку компьютера антивирусной программой!';
absence = 'Ошибка обращения к контрольному файлу.'#10#13 +
          'Создан новый контрольный файл.'#10#13 +
          'Возможно наличие вируса в системе!';
caption = 'Антивирус';
controlext = '.cts';

var detect: boolean;

function detection: boolean;
// Результат проверки:
begin
  result := detect;
end; {func detection}

procedure scanner;
// Проверка заражения:
var controlname: string;
  programname: string;
  fw: file of longword;
  buf: array[1..1024] of byte;
  h, i, s: integer;
  oldsize, oldsum: longword;
  size, sum: longword;
begin
  detect := true;
  programname := paramstr (0);
  controlname := changefileext (programname, controlext);
  // Подсчет контрольной суммы и размера программы:
  h := fileopen (programname, fmopenread or fmsharedenywrite);
  size := getfilesize (h, nil);
  sum := 0;
  for i := 1 to 1024 do
    buf[i] := 0;
  repeat
    s := fileread (h, buf, 1024);
    for i := 1 to s do
      inc (sum, buf[i]);
  until s < 1024;
  fileclose (h);
  // Считывание старых значений:
  assignfile (fw, controlname);
  {$i-}
  reset (fw);
  read (fw, oldsize, oldsum);
  closefile (fw);
  {$i+}
  // Проверка результата:
  if ioresult <> 0 then
  begin
    rewrite (fw);
    write (fw, size, sum);
    closefile (fw);
    messagebox (0, absence, caption, mb_iconwarning + mb_ok);
  end else
    if (size <> oldsize) or (sum <> oldsum)
    then messagebox (0, infection, caption, mb_iconwarning + mb_ok)
    else detect := false;
end; {proc scanner}

initialization
scanner;

end.

Распишу алгоритм, по которому можно добиться желаемого результата: завершить работу над программой;

• добавить к проекту модуль antivirus, скопировав его от сюда;
• прописать модуль antivirus в разделе uses модуля, описывающего главную форму программы;
• откомпилировать программу (ctrl + f9), но не запускать;

• проверить получившийся exe-файл антивирусом;

  если он "здоров", запустить его, в итоге, с выдачей соответствующего сообщения, будет создан контрольный файл: "<имя_программы>.cts";

• можно распространять программу вместе с контрольным файлом.

Модуль работает по следующему принципу. После получения управления проверяется наличие контрольного файла. Если он отсутствует, то создается новый, куда записываются размер программы и контрольная сумма. Если контрольный файл есть, то из него считываются данные, записанные при его создании и сравниваются с данными, полученными при текущей генерации. Если старые значения отличаются от новых, то выдается предупреждающее сообщение о возможном заражении.

Для того, что бы из программы можно было бы узнать результаты проверки в модуль включена функция detection, которая вернет истину, если было обнаружено заражение и ложь в противном случае. С ее помощью можно добавить, к примеру, преждевременное завершение программы в случае заражения, записав в обработчик события formcreate главной формы такую строку:

if detection then application.terminate;

В таком варианте в случае заражения после запуска программы будет выдано предупреждающее сообщение, после чего программа закроется.

Важно подключать модуль antivirus только когда разработка программы уже завершена и производится последняя компиляция, т.к. при новой компиляции контрольная суммы окажется уже другой. Если все же необходимо перекомпилировать проект, то надо просто удалить контрольный файл и после очередной компиляции создать его снова (что произойдет автоматически).

В заключение: совет разработчикам корпорации microsoft

Как известно, большинство программ запускается не напрямую, а через ярлыки. В таком случае подобную антивирусную защиту можно было бы реализовать и на этом уровне. Достаточно было бы в ярлыке хранить информацию о размере файла и контрольную сумму. А затем, если ярлык ссылается на программу (т.е. на exe-файл, т.к. для других типов файлов это не нужно), то автоматически проверять эти значения и в случае несовпадения выдавать предупреждающее сообщение, к тому же не производя запуск подозрительной программы. Такой контроль был бы очень эффективен и любой вирус сразу же был бы обнаружен даже без антивирусных программ.