Создаем вирус и антивирус - Игорь Гульев

Protected Mode – укрытие для вируса

Персональные компьютеры год от года становятся все сложнее и сложнее, используют все более высокие аппаратные и программные технологии. Компьютерные вирусы тоже не отстают и пытаются приспособиться к новым условиям обитания. Так, вирусы научились заражать загрузочные сектора дисков, файлы для операционных систем DOS, Windows, Windows 95, OS/2, Linux и даже документы Word, Excel и MS-Office 97. Скрывая свое присутствие в системе, они стали невидимками, или стелс-вирусами. Они научились быть полиморфными для того, чтобы их распознавание стало еще более трудной задачей для разработчиков антивирусных средств. С появлением процессоров i386 вирусы стали использовать в своем коде 32-разрядные инструкции. В настоящее время полиморфные вирусы используют 32-разрядные расшифровывающие команды в своем декрипторе.

Одним словом, вирусы хотят выжить и победить. Для этого они используют все новые возможности, как программные, так и аппаратные. Но защищенный режим работы, появившийся вместе с процессором i286, до недавнего времени вирусам никак не удавалось «приручить». Вернее, были «пробы пера», но реального решения этой задачи они не дали.

Загрузочный вирус PMBS, первым пытавшийся освоить защищенный режим (1994 г.), не мог ужиться ни с одной программой или драйвером (EMM386, Windows, OS/2,…), которые также использовали в своей работе защищенный режим. Вирусы Evolution.2761 и Evolution.2770 (тоже 1994 г.) использовали только часть мощного защищенного режима и только в то время, когда процессор работал в реальном режиме. Данные вирусы заменяли реальную таблицу векторов прерываний на собственную.

Но вот, похоже, проблема близка к разрешению: в России в «диком» виде обнаружен файловый вирус PM.Wanderer, использующий защищенный режим. Причем он более или менее корректно и стабильно взаимодействует с другими программами и драйверами, также использующими защищенный режим.

PM.Wanderer является резидентным полиморфным вирусом, использующим защищенный режим процессоров i386-Pentium. Для установки своей резидентной копии в память и переключения в защищенный режим процессора (Protected Mode) вирусом используется документированный интерфейс VCPI (Virtual Control Program Interface) драйвера расширенной памяти EMS (EMM386).

При старте инфицированной программы вирусный полиморфный декриптор расшифровывает основное тело вируса и передает ему управление. Далее основной вирусный код выделяет участок памяти в верхних адресах, копирует в него собственный код и передает ему управление. Затем он восстанавливает код инфицированного файла в программном сегменте (для EXE-файлов также производит настройку адресов перемещаемых элементов) и приступает к непосредственному внедрению в память своей резидентной копии.

В первую очередь вирус пытается выяснить, установлен ли в системе драйвер EMS. Если этот драйвер не установлен или вирусная резидентная копия уже находится в памяти, вирус отдает управление программе-вирусоносителю, заканчивая тем самым свою «жизнедеятельность» в системе.

Если же «условия среды обитания» благоприятствуют, вирус выполняет ряд подготовительных операций для выделения памяти под свое тело и производит переключение процессора в защищенный режим работы с наивысшим уровнем привилегий – режим супервизора.

В защищенном режиме вирус устанавливает две аппаратные контрольные точки на адреса входа в обработчик прерывания INT 21h (функции DOS) и перехода на процедуру перезагрузки компьютера. Кроме того, вирус корректирует дескрипторную таблицу прерываний таким образом, чтобы на прерывания INT 1 (особый случай отладки) и INT 9 (клавиатура) установить собственные дескрипторы обработчиков прерываний.

После этих приготовлений вирус копирует свой код в страницу памяти, полученную им еще до входа в защищенный режим, и производит переключение процессора обратно в виртуальный режим работы. Затем он начинает процедуру освобождения ранее выделенной памяти DOS в верхних адресах и возвращает управление инфицированной программе.

С этого момента инфицированная программа начинает свою основную работу, а в защищенном режиме оказываются установленными вирусные обработчики – ловушки на INT 1 и прерывания от клавиатуры на INT 9. С их помощью вирус контролирует, во-первых, все вызовы функций DOS, во-вторых, все нажатия клавиш на клавиатуре, и, в-третьих, попытки мягкой перезагрузки компьютера. В свою очередь, такой контроль обеспечивает вирусу возможность как надежно реагировать на ряд интересующих его событий при работе программы, так и постоянно проверять состояние двух своих контрольных точек и при необходимости восстанавливать их.

В частности, если вирус обнаруживает, что данный вызов исходит от его «собрата», он просто возвращает некоторое условное значение, играющее роль отзыва «я – свой». Таким образом, вирус, пытавшийся выяснить наличие своей копии в памяти, будет информирован о том, что память уже инфицирована.

Если вирус обнаруживает попытку получения адреса прерывания INT 6 (обычно такой вызов существует во всех программах, написанных на языках высокого уровня, например C, Pascal), то он пытается найти в адресном пространстве некоторую последовательность байт, очевидно принадлежащих программе ADinf, но какой-то старой версии. Кстати, по информации разработчика ADinf Дмитрия Мостового, за последний год в версиях ADinf не содержится такая последовательность. Если данная последовательность вирусом найдена, он определенным образом модифицирует найденный код, чтобы управление не попадало на вызов межсегментной процедуры, демонстрирующей пользователю найденные на диске или в файлах изменения.

Если же вирус обнаруживает запрос на запуск программы или открытие файла (только на чтение), то понимает, что наступило время «большой охоты». Вирус копирует свой код в старшие адреса виртуального процесса DOS-машины, переключает процессор в виртуальный режим и отдает управление своему коду (процедуре заражения).

В виртуальном режиме вирус проверяет последние две буквы расширения имени файла (OM или XE), создает свою полиморфную копию и заражает файлы размером более 4095 байт. Файлы, содержащие в поле значения времени создания 34 секунды, вирус не заражает, считая их уже инфицированными. Корректировку атрибутов файлов вирус не производит, поэтому все файлы, помеченные как «только для чтения», заражены не будут. Также вирус не заражает программы, имя которых состоит из 7 букв. Имена данных программ выяснить не удалось, так как вирус не определяет их имена явно, а подсчитывает CRC имени. Вирус не берет на себя обработку критических ошибок, поэтому при попытке записи на защищенный диск в процессе заражения появится стандартный вопрос DOS (…Retry, Ignore, Fail, Abort).

При заражении файлов вирус использует прямой вызов ядра обработчика DOS INT 21h. Адрес этого ядра он выясняет при трассировке INT 21h во время своей установки в память. Вирусный код внедряется в начало COM– или в середину EXE-файла (сразу же после заголовка). Оригинальный программный код запоминается в конце файла. Реальный рабочий код вируса составляет 3684 байт, но на практике инфицированные файлы имеют приращение длины более 3940 байт. В теле вируса содержится текст «WANDERER».

Обнаружить резидентную копию данного вируса, находящегося в нулевом кольце защищенного режима процессора, обычными способами невозможно. Для этого необходимо переключаться в защищенный режим с наивысшими привилегиями и производить его поиск. Но попытаться обнаружить признаки вируса в системе можно и обычными способами.

После обнаружения вируса рекомендуется, как и всегда в таких случаях, перезагрузиться с системной дискеты и выполнить лечение в заведомо стерильных условиях. Правда, данный вирус не является Stealth-вирусом, и его лечение допустимо даже при активном вирусе.

Теперь немного о результатах тестирования. При заражении нескольких тысяч файлов-жертв вирус проявил себя как «жилец» – все зараженные файлы оказались работоспособными. Здесь надо сделать поправку – файлы могут оказаться неработоспособными в том случае, если их стек после заражения окажется в области вирусного кода. PM.Wanderer при заражении файлов не корректирует значения стартовых SS:SP в EXE-заголовке. Как уже отмечалось выше, он сохраняет способность к воспроизводству только в том случае, если в системе установлен драйвер EMS (EMM386). При установленном драйвере EMM386 с ключом NOEMS вирус перезагружает компьютер. Перезагрузка также возможна, если в системе используется драйвер QEMM386.

Самое интересное, что если в системе находился резидентный вирус, а потом произошла загрузка Windows 3.1 или Windows 95, то вирус не сможет размножаться в данных операционных средах, но при выходе в DOS он опять получает управление и может «трудиться, не покладая рук». Если же вирус будет запущен в DOS-сессии Windows, то из-за отсутствия интерфейса VCPI вирус не сможет переключиться в защищенный режим. При отсутствии VCPI под OS/2 вирус также нежизнеспособен.