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;
// Результат проверки:
function Detection: Boolean;
begin
 Result := detect;
end;
// Проверка заражения:
procedure Scanner;
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;
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 заключении: 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. 
Author: Акатов Алексей
Source: http://aka-alex.narod.ru
ID: 04573
Category:Разработка приложений