計算機病毒第5章計算機病毒檢測技術概要

1、計算機病毒原理與防范,任課教師：喬奎賢,E-mail：cren616@126.com,第5章 計算機病毒檢測技術,5.1 反病毒技術的發(fā)展歷程,第一代反病毒技術：采取單純的計算機病毒特征判斷可以準確地清除計算機病毒，可靠性很高隨著病毒技術的發(fā)展，特別是加密和變形技術的應用，這種簡單的靜態(tài)掃描方式逐漸失去了作用第二代反病毒技術：采用靜態(tài)廣譜特征掃描方法檢測病毒可更多地檢測出變形病毒，但是誤報率也有所提高容易造成文件和數(shù)據(jù)的破壞

2、,5.1 反病毒技術的發(fā)展歷程,第三代反病毒技術：靜態(tài)掃描技術和動態(tài)仿真技術相結合查找病毒和清除病毒合二為一，形成一個整體解決方案能全面實現(xiàn)預防、檢測和清除等反病毒所必備的各種手段以駐留內(nèi)存方式防止病毒的入侵，凡是檢測到的計算機病毒都能清除，不會破壞文件和數(shù)據(jù)第四代反計算機病毒技術： 基于計算機病毒家族體系的命名規(guī)則、基于多位CRC校驗和掃描機理、啟發(fā)式智能代碼分析模塊、動態(tài)數(shù)據(jù)還原模塊、內(nèi)存解毒模塊和自身免疫模塊等先

3、進的解毒技術,5.2 計算機病毒檢測技術原理,計算機病毒檢測技術：通過一定的技術手段判定出病毒的技術計算機病毒檢測技術種類：根據(jù)病毒在特征分類基礎上的檢測技術 根據(jù)病毒程序中的關鍵字、特征程序段內(nèi)容、病毒特征及感染方式、危機程度的變化對文件或數(shù)據(jù)段的檢驗和進行檢測 不針對具體病毒程序自身檢驗技術，即對某個文件或數(shù)據(jù)段進行檢驗和計算并保存其結果，以后定期或不定期地根據(jù)保存的結果對該文件或數(shù)據(jù)段進行檢驗，若出現(xiàn)差異，

4、即表示該文件或數(shù)據(jù)段的完整性已遭到破壞，從而檢測到病毒的存在,5.2.1 病毒檢測技術的基本原理,反病毒程序計算各個可執(zhí)行程序的校驗和某些反病毒程序是常駐內(nèi)存程序 反病毒程序常駐內(nèi)存中，搜索可能進入系統(tǒng)的計算機病毒，其目的是阻止任何病毒感染系統(tǒng)。少數(shù)工具可以從感染病毒的程序中清除病毒 少數(shù)工具反病毒工具雖可將染毒程序修復好，但有些修復效果不能保證。某些反病毒工具還可能產(chǎn)生虛假報警。反病毒技術的主要分類：病毒診斷

5、技術、病毒治療技術、病毒預防技術,5.2.2 檢測病毒的基本方法,1．借助簡單工具檢測——指DEBUG等常規(guī)軟件工具要求檢測者必須具備的知識：分析工具的性能磁盤內(nèi)部結構（如BOOT區(qū)、主引導區(qū)、FAT表和文件目錄等有關知識）磁盤文件結構（EXE文件頭部結構，重定位方法、EXE和COM文件加載文件的不同等）中斷矢量表內(nèi)存管理（內(nèi)存控制塊、環(huán)境參數(shù)和文件的PSP結構等）閱讀匯編程序的能力有關病毒的信息,5.2.2 檢測病

6、毒的基本方法,2．借助專用工具檢測——指專門的計算機病毒檢測工具，如Norton等 一般來說，專用工具具備自動掃描磁盤的功能，可檢測磁盤的染毒情況。 病毒檢測工具只能識別已知計算機病毒，其發(fā)展總是滯后于計算機病毒的發(fā)展，從而對相當數(shù)量的未知計算機病毒無法識別。,5.3 病毒主要檢測技術和特點,5.3.1 外觀檢測法5.3.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)對比法5.3.3 病毒簽名檢測法5.3.4 特征代碼法5.3.5

7、檢查常規(guī)內(nèi)存數(shù)5.3.6 校驗和法5.3.7 行為監(jiān)測法（實時監(jiān)控法）5.3.8 軟件模擬法5.3.9 啟發(fā)式代碼掃描技術5.3.10 主動內(nèi)核技術5.3.11 病毒分析法5.3.12 病毒感染法,5.3.1 外觀檢測法,雖不能準確判斷系統(tǒng)感染了何種病毒，但可通過異?，F(xiàn)象來判斷病毒的存在 外觀檢測法是計算機病毒防治階段起重要作用的一個環(huán)節(jié)1．屏幕顯示異常2．聲音異常3．文件系統(tǒng)異常4．程序

8、異常5．系統(tǒng)異常6．打印機、軟驅(qū)等外部設備異常,5.3.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)對比法,計算機系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)：主引導扇區(qū)、DOS分區(qū)引導扇區(qū)、軟盤的引導扇區(qū)、FAT表、中斷向量表和設備驅(qū)動程序頭等長度比較法及內(nèi)容比較法依據(jù)：計算機病毒感染系統(tǒng)或文件，必然引起系統(tǒng)或文件的變化（長度的變化和內(nèi)容的變化）注意：只靠檢測長度和內(nèi)容是不充分的，只能將其作為檢測病毒的手段之一,5.3.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)對比法,內(nèi)存比較法 依據(jù)：通常病毒要駐留內(nèi)

9、存，造成可用內(nèi)存空間的減少 內(nèi)存比較法是針對內(nèi)存駐留計算機病毒進行檢測的方法中斷比較法 依據(jù)：計算機病毒為實現(xiàn)其隱藏和傳染破壞的目的，常采用“截留盜用”技術，更改、接管中斷向量，使系統(tǒng)中斷向量轉(zhuǎn)向執(zhí)行計算機病毒控制部分。 方法：將正常系統(tǒng)的中斷向量與染毒系統(tǒng)的中斷向量進行比較，可發(fā)現(xiàn)是否有計算機病毒修改或盜用中斷向量,5.3.3 病毒簽名檢測法,計算機病毒簽名：即計算機病毒感染標記不同計算機病毒的簽名內(nèi)容不

10、同，位置也不同。并非所有計算機病毒都具備計算機病毒簽名。計算機病毒簽名檢測法的特點：必須預先知道計算機病毒簽名的內(nèi)容和位置 每一種計算機病毒簽名的獲得都要耗費大量勞力，因此用計算機病毒簽名的方法檢測計算機病毒，常常是低效、不適用的方法可能造成虛假報警,5.3.4 特征代碼法,原理：計算機病毒程序通常具有明顯的特征代碼特征代碼可能是病毒的感染標記，由字母和數(shù)字組成串可能是一小段程序由若干指令組成，特征代碼不一定連續(xù)

11、方法：通過搜索、比較計算機系統(tǒng)中是否含有與特征代碼數(shù)據(jù)庫中特征代碼匹配的特征代碼，從而確定系統(tǒng)是否染毒，感染了何種病毒。特點：依賴于對病毒精確特征的了解，必須事先對病毒樣本做大量剖析分析計算機病毒需要很多時間，有時間滯后若病毒特殊代碼段的位置或代碼改動，則原檢測方法失敗,5.3.4 特征代碼法,選擇代碼串規(guī)則不能隨意選擇病毒體內(nèi)的一段作為特征代碼串代碼串不應含有病毒的數(shù)據(jù)區(qū)保持唯一性的前提下，代碼串應盡量短特征代碼串應

12、最具代表性，足以區(qū)別于其他病毒程序特征代碼串應能區(qū)別于其他正常的非病毒程序?qū)崿F(xiàn)步驟采集已知計算機病毒樣本從計算機病毒樣本中，抽取計算機病毒特征代碼將特征代碼納入計算機病毒數(shù)據(jù)庫檢測文件,5.3.4 特征代碼法,優(yōu)缺點特征代碼法的優(yōu)點：檢測準確，快速可識別計算機病毒的具體類型誤報率低依據(jù)檢測結果，針對病毒類型可做殺毒處理特征代碼法的缺點：對于新計算機病毒，發(fā)現(xiàn)特征代碼的時間滯后搜集已知計算機病毒的特征代碼的研

13、發(fā)開銷大在網(wǎng)絡上效率低，影響整個網(wǎng)絡性能,5.3.4 特征代碼法,高品質(zhì)計算機病毒檢測工具應具有的屬性高速性：隨著計算機病毒數(shù)量的不斷增加，檢測計算機病毒的時間開銷就不斷增加誤報率低：具有檢測多態(tài)性計算機病毒的能力：多態(tài)形計算機病毒能夠變換自己的外觀，如插入一些無害的指令隨機分散到代碼中，也可通過使用不同的密鑰進行加密來產(chǎn)生變種能對付隱蔽性計算機病毒：隱蔽性計算機病毒若先于病毒檢測工具進入內(nèi)存，事先剝?nèi)ゲ《敬a，從而躲避檢測

14、工具的檢測,5.3.5 檢查常規(guī)內(nèi)存數(shù),原理：病毒在發(fā)作、執(zhí)行時必將占用一定的系統(tǒng)資源。大多數(shù)病毒都常駐內(nèi)存，并修改系統(tǒng)數(shù)據(jù)區(qū)記錄的系統(tǒng)內(nèi)存數(shù)或內(nèi)存控制塊中的數(shù)據(jù)方法：利用一些工具軟件，通過檢查內(nèi)存的大小和內(nèi)存使用情況來判斷系統(tǒng)是否染毒：查閱有無可疑的駐留文件查看駐留文件有無可疑的中斷向量值通過內(nèi)存信息查看駐留文件的大小是否合適檢查常規(guī)內(nèi)存數(shù)的方法：查看系統(tǒng)內(nèi)存總數(shù)，與正常情況進行比較檢查系統(tǒng)內(nèi)存高端的內(nèi)容，判斷其中的代

15、碼是否可疑,5.3.6 校驗和法,原理：針對正常程序內(nèi)容計算其校驗和，將其寫入該程序或其他程序中保存。在程序應用中，定期或每次使用前，計算程序當前內(nèi)容校驗和與原校驗和是否一致，從而發(fā)現(xiàn)病毒的存在特點：可發(fā)現(xiàn)已知病毒，也可發(fā)現(xiàn)未知病毒校驗和法不能識別病毒的種類，不能報出病毒具體名稱校驗和法誤報率很高方法：在計算機病毒工具中納入校驗和在應用程序中放入校驗和和自我檢查功能將校驗和檢查程序常駐內(nèi)存,5.3.6 校驗和法,優(yōu)缺

16、點：校驗和法的優(yōu)點：方法簡單能發(fā)現(xiàn)未知計算機病毒能發(fā)現(xiàn)被檢查程序的細微變化校驗和法的缺點：必須預先記錄程序正常狀態(tài)的校驗和誤報率高不能識別計算機病毒的種類不能對付隱蔽性計算機病毒,5.3.7 行為監(jiān)測法（實時監(jiān)控法）,原理：病毒有些行為是病毒的共同行為，且比較特殊，甚至罕見。程序運行時，監(jiān)視其行為，若發(fā)現(xiàn)病毒行為，立即報警檢測病毒的行為特征占用INT 13H修改DOS系統(tǒng)數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)存總量對.COM和.EXE文

17、件做寫入操作計算機病毒與宿主程序的邦定和切換格式化磁盤或某些磁道等破壞行為掃描、試探特定網(wǎng)絡端口發(fā)送網(wǎng)絡廣播修改文件、文件夾屬性，添加共享等,5.3.7 行為監(jiān)測法（實時監(jiān)控法）,病毒防火墻計算機病毒防火墻：基于實時反計算機病毒技術之上提出的，其宗旨是對系統(tǒng)實施實時監(jiān)控，對流入、流出系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中可能含有的計算機病毒代碼進行過濾。對計算機病毒的過濾有良好的實時性病毒防火墻的“雙向過濾”功能保證本地系統(tǒng)不會外傳播病毒病毒

18、防火墻操作更簡單、更透明優(yōu)缺點優(yōu)點：可可發(fā)現(xiàn)已知病毒，也可較準確地預報未知多數(shù)病毒缺點：可能誤報警；不能識別病毒的名稱；實現(xiàn)有一定難度,5.3.8 軟件模擬法,軟件模擬法：專門用來檢測變形病毒，即多態(tài)性病毒變形病毒特征：病毒傳播到目標后，病毒自身代碼和結構在空間上、時間上具有不同的變化。變形病毒類型：第一類：一維變形計算機病毒 當病毒傳播到一個目標后，其自身代碼與前一目標中的病毒代碼幾乎沒有3個連續(xù)字節(jié)是相同的，但

19、其相對空間的排列位置是不變的 個別病毒遇到檢測時能進行自我加密或解密，或自我消失 有的病毒能在列目錄時能消失增加的字節(jié)數(shù)，或在加載跟蹤時能破壞跟蹤或逃之夭夭,5.3.8 軟件模擬法,變形病毒類型：第二類：二維變形計算機病毒 除了具備一維變形病毒的特征外，而且變化的代碼相互間的排列距離（相對空間位置）也是變化的第三類：三維變形計算機病毒 除了具備二維變形病毒的特征外，而且能分裂后分別潛藏幾處，當病毒

20、引擎激活后能自我恢復成一個完整的計算機病毒 計算機病毒在附著體上的空間位置是變化的，即潛藏位置不定第四類：四維變形計算機病毒 具備三維變形病毒的特征，而且這些特性隨時間動態(tài)變化 四維變形病毒大部分具備網(wǎng)絡自動傳播功能，能在網(wǎng)絡的不同角落到處隱藏,5.3.8 軟件模擬法,檢測：一般而言，多態(tài)計算機病毒的變換方式：采用等價代碼對原有代碼進行替換；改變與執(zhí)行次序無關的指令的次序；增加許多垃圾指令；對原有病毒

21、代碼進行壓縮或加密。軟件模擬技術：又稱為解密引擎、虛擬機技術、虛擬執(zhí)行技術或軟件仿真技術 軟件模擬技術是一種軟件分析器，用軟件方法模擬一個程序運行環(huán)境，將可疑程序載入其中運行，在執(zhí)行過程中，待計算機病毒對自身進行解碼后，再運用特征代碼法來識別病毒的種類，并進行清除，從而實現(xiàn)對各類多態(tài)病毒的查殺。,5.3.9 啟發(fā)式代碼掃描技術,1. 計算機病毒掃描技術：當前最主要的查殺方式 主要通過檢查文件、扇區(qū)和系統(tǒng)內(nèi)存來搜索計算

22、機病毒，用“標記”查找已知病毒。病毒標記就是病毒常用代碼的特征按殺毒方式分類：通用掃描：不依賴操作系統(tǒng)，可查找各種病毒專用掃描：專查某種計算機病毒按用戶操作方式分類：實時掃描：若出現(xiàn)計算機病毒，能夠立即發(fā)現(xiàn)請求掃描：只在運行時才能檢測計算機病毒檢測病毒的主要依據(jù)：病毒和正常程序之間存在很多區(qū)別,5.3.9 啟發(fā)式代碼掃描技術,2．啟發(fā)式代碼掃描：又稱啟發(fā)式職能代碼分析 將人工智能的知識和原理運用到計算機病毒檢測中

23、 運用啟發(fā)式掃描技術的計算機病毒檢測軟件，實際上就是以人工智能的方式實現(xiàn)的動態(tài)反編譯代碼分析、比較器，通過對程序有關指令序列進行反編譯，逐步分析、比較，根據(jù)其動機判斷是否為計算機病毒。3．啟發(fā)式掃描通常應設立的標志： 為了對程序可能的操作進行加權統(tǒng)計和描述，計算機病毒檢測程序會對被檢測程序作疑似計算機病毒的標記。 如：TBScan定義的常用標志,5.3.9 啟發(fā)式代碼掃描技術,4．誤報/漏報誤報：將一個本無

24、計算機病毒的程序指證為染毒程序漏報：將一個計算機病毒程序作為正常程序處理產(chǎn)生原因：被檢測程序中含有病毒所使用或含有的可疑功能減少或避免誤報/漏報：準確把握病毒的行為和可疑功能調(diào)用集合的精確定義；對于常規(guī)程序代碼的識別能力；對于特定程序代碼的識別能力；類似“無罪假定”的功能。,5.3.9 啟發(fā)式代碼掃描技術,5．其他掃描技術CRC掃描：磁盤中的實際文件或系統(tǒng)扇區(qū)的CRC值（檢驗和），這些CRC值被殺毒軟件保存在自己的數(shù)據(jù)

25、庫中，在運行殺毒軟件時，用備份的CRC值與當前計算的值比較，可知文件是否已被修改或被計算機病毒感染。,5.3.10 主動內(nèi)核技術,Active K（主動內(nèi)核）技術的要點在于能夠在計算機病毒突破計算機系統(tǒng)軟、硬件的瞬間發(fā)生作用。一方面不會傷及計算機系統(tǒng)本身；另一方面對企圖入侵系統(tǒng)的計算機病毒具有徹底攔截并殺除的作用。 主動內(nèi)核技術：從操作系統(tǒng)內(nèi)核的深度，給操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡系統(tǒng)打一“主動”的補丁，從安全角度對系統(tǒng)進行管理和檢查，對

26、系統(tǒng)的漏洞進行修補，任何文件在進入系統(tǒng)之前，作為主動內(nèi)核的反病毒模塊都將首先使用各種手段對文件進行檢測處理。,5.3.11 病毒分析法,使用病毒分析法的人——反計算機病毒技術人員使用病毒分析法的目的：即使用病毒分析法的工作順序確認被觀察的磁盤引導扇區(qū)和程序中是否有病毒確認病毒的類型和種類，判斷其是否是一種新病毒分析病毒的大致結構，提取特征字符串或特征字詳細分析病毒代碼，為制定相應的反病毒措施制定方案,5.3.11 病毒分析

27、法,使用病毒分析法的要求： 具有比較全面的有關計算機、DOS結構和功能調(diào)用以及關于計算機病毒方面的各種知識。此外，還需要Debug、Provie等分析用工具軟件和專用的試驗用計算機。靜態(tài)分析：利用Debug等反匯編程序?qū)⒂嬎銠C病毒反匯編后進行分析，分析病毒的組成模塊、病毒使用的系統(tǒng)調(diào)用，病毒采用的技巧、清除病毒的方法，特征碼的選取動態(tài)分析：利用Debug等調(diào)試工具在內(nèi)存帶毒情況下，對病毒作動態(tài)跟蹤，觀察病毒的具體工作過程，在