Курсовая работа: Защита программ от компьютерных вирусов
ExeSP: Word; {Начальное значение указателя стека SP}
ChkSum: Word; {Контрольная сумма всех слов файла}
ExelP: Word; {Смещение точки запуска программы}
ReloCS: Word; {Начальное значение сегмента кода CS};
TabiOff: Word; {Смещение первого элемента таблицы перемещения}
Overlay: Word; {Номер оверлея или 0 для основной программы}
end; {HeadExe}
Остальные элементы заголовка содержат так называемую таблицу перемещения, предназначенную для настройки адресов загруженной программы. Таблица начинается с байта TabiOff от начала файла и содержит ReloCnt четырехбайтных элементов следующего вида:
Type
ReloTablltem = record
ItemSeg: Word; {Сегмент перемещаемого адреса}
IternOfs: Word; {Смещение перемещаемого адреса}
end;
Признак ЕХЕ-файла хранится в поле Sign в виде символов «MZ» (код $5A4D) - с этого признака должен начинаться любой ЕХЕ-файл. Поле HdrSize содержит длину всего заголовка в параграфах (участках памяти длиной по 16 байт каждый). Поля PartPag и PageCnt определяют общую длину загружаемой в память части ЕХЕ-файла по следующей формуле:
L = (PageCnt-l)*512 + PartPag - HdrSize*16
Остальная часть файла (длина ЕХЕ-файла может быть больше L+HdrSize*16) при загрузке программы не учитывается. Обычно в остатке файла, созданного системой Турбо Паскаль, (если, разумеется, есть остаток) содержится информация, используемая встроенным отладчиком, или оверлеи.
Подавляющее большинство ЕХЕ-вирусов пристыковывает свою программу в конец файла, а для того чтобы эта программа была загружена в память и ей было передано управление, изменяет поля PartPag, PageCnt, ReloCS, ExelP (адрес точки, куда передается управление после окончания загрузки) и, возможно, некоторые другие поля. При таком способе внедрения общая длина загружаемой в память части файла должна составлять
ExeSize = FileSize + VirusSize,
где FileSize-полная длина ЕХЕ-файла, а VirusSize-длина программы вируса. Так как в остатке фала могут храниться оверлеи (или архив для саморазгружающихся архивных программ), длина ExeSize может оказаться чрез-мерно большой, так что программа не сможет загрузиться в память или не сможет работать нормальным образом. Некоторые безграмотно написанные вирусы не учитывают это обстоятельство и быстро выдают себя, т.к. зараженные программы перестают работать.
Другой способ внедрения вируса-пристыковка кода вируса до начала загружаемой части программы и сразу за заголовком файла. L - загружаемая в память часть файла.
Такой способ внедрения позволяет не загружать в память весь ЕХЕ-файл, а длина загруженной программы увеличивается только на длину кода вируса. Несмотря на кажущееся преимущество такого способа, он используется достаточно редко. Его реализация значительно сложнее, так как перед передачей управления основной программе вирус должен перенести 256 байт префикса программного сегмента {PSP) в конец собственного кода так, чтобы они непосредственно предшествовали телу программы-в противном случае будет нарушена важная связь программы с PSP или относительная адресация в самой программе.
Кроме того, в процессе заражения он должен увеличить на величину VirusSize поле IternOfs каждого элемента таблицы перемещения и абсолютного адреса, указываемого этим элементом. В отличие от стандартного загрузчика ДОС вирусу приходится корректировать не загруженную программу, а ее файловый образ. Так как в ЕХЕ-программе средней сложности может быть несколько сотен элементов таблицы перемещения, процесс настройки таблицы вирусом приводит к заметному увеличению времени запуска программы, что может обнаружиться пользователем. На этапе размножения вирусы стремятся по возможности скрыть от пользователя результат своей деятельности, поэтому ЕХЕ-файлы редко поражаются вирусами, пристыкованными в начало файла.
Разумеется, существует возможность внедрения вируса непосредственно в тело исполняемой программы. Однако на практике это почти всегда означает разрушение логики работы программы, поэтому такой вирус немедленно обнаруживается.
Анализ сказанного позволяет сделать важный вывод: практически любой существующий вирус (или вирус, который еще только будет создан!), рассчитанный на поражение ЕХЕ-файла, пристыковывает свой код в конец файла и изменяет его заголовок. Следовательно, для контроля факта заражения программы и ликвидации вируса необходимо где-то сохранить заголовок файла и его эталонную длину и периодически сопоставлять действительный заголовок и длину с эталонными значениями. При этом следует учитывать то обстоятельство, что некоторые вирусы контролируют любое обращение к дисковым секторам, в которых расположена их программа, и «подсовывают» незара-женные копии этих секторов. Такие вирусы (их называют вирусы—невидимки) вряд ли удастся обнаружить с помощью стандартного обращения к функциям ДОС. Для борьбы с ними используют прямое обращение к BIOS-прерыванию $13.
3.2. Защита вновь создаваемых программ
Ключевую информацию (будем для краткости называть ее ключ) о незараженной программе можно хранить в отдельном файле, но в этом случае существует опасность потерять дополнительный файл при копировании программы или ошибочно уничтожить его. Гораздо надежнее хранить ключ в теле самого защищаемого файла. К сожалению, его нельзя подобно вирусу при-стыковать в конец файла, т.к. в случае заражения вирус изменит поля PartPag и PageCnt и мы никогда не сможем определить то место в файле, где он располагается. Вспомним, что все константы (в том числе и типизированные) создаются на этапе компиляции программы, таким образом в файле обязательно имеется область данных, содержащая значения этих констант. Эта область в Турбо Паскалевых программах располагается в самом конце загружаемой части файла (см.рис.6.2).
Следовательно, мы должны объявить в программе типизированную констант, предназначенную для хранения ключа, а затем в область файла, отведенную для ее размещения, поместить нужную информацию.
Каким образом отыскать в ЕХЕ-файле место, занимаемое ключом? Конечно, можно перед ним в программе разместить какую-либо типизированную константу с характерным значением (например, заранее обусловленную текстовую строку) и затем отыскивать ее в файле. Однако такое решение вряд ли можно признать удовлетворительным: во-первых, всегда существует вероятность того, что какой-то фрагмент кодов программы содержит ту же цепочку байт, что и заголовок ключа; во-вторых, придется просматривать подчас большой по объему ЕХЕ—файл в поисках нужной константы. Значительно изящнее выглядит решение, основанное на точном вычислении смещения от начала файла до ключа.
Для этого нужно определить начало области данных в файле. В заголовке файла не предусмотрено никакой информации о начальном значении регистра DS, в котором хранится сегмент данных. Перед передачей управления программе загрузчик устанавливает значение этого регистра так, чтобы он указывал на начало так называемого префикса программного сегмента {PSP), а запущенная программа уже сама должна установить его надлежащим образом.
Префикс программного сегмента имеет длину 256 байт (16 параграфов) и размещается загрузчиком в оперативной памяти непосредственно перед загруженной программой. В PSP содержится различная служебная информация, которая может быть достаточно важной для ДОС и работающей программы (в PSP, например, хранятся параметры обращения к программе), но в нем нет указаний на содержимое регистра DS. Таким образом, найти начало области данных в файле достаточно трудно. Однако это нетрудно сделать в работающей программе-для этого предусмотрена стандартная функция DSeg, возвращающая сегмент данных. Если бы программа могла получить также информацию о сегменте PSP, с которого начинается загруженная программа, можно было бы вычислить смещение в файле от его начала до начала области данных. Такая возможность есть-функция MS-DOS с номером $62 возвращает в регистре ВХ значение сегмента PSP. Следовательно, программа должна получить значения обоих сегментов, вычислить их разницу и таким образом определить место в файле, с которого начинается область данных.
Остается последняя проблема-как найти нужную константу. Турбо Паскаль размещает константы в области данных по мере их объявления в программе. Зная размер каждой константы и порядок их объявления, можно вычислить место размещения нужной нам типизированной константы. Однако этот метод не годится для универсальной программы защиты, так как порядок объявления констант может меняться от программы к программе. К счастью, мы можем использовать операцию получения адреса @. Результатом применения этой операции к адресу константы, выбранной в качестве ключа, является указатель (четырехбайтный адрес); смещение адреса, который он содержит, и является нужным нам смещением начала ключа относительно начала области данных.
3.3. Модуль F_Anti
В этом параграфе описывается модуль F_Anti, в котором осуществляются все необходимые действия по установке ключа во вновь создаваемый ЕХЕ-файл и последующей проверке этого ключа при каждой загрузке программы. Полный текст модуля см. прил.П7.
В качестве ключа для контроля факта заражения ЕХЕ-файла в модуле F_Anti используется типизированная константа Head, соответствующая такой структуре данных:
Type
НТуре = record
НЕ : HeadExeType; {Эталонный заголовок файла}
HL : Longint; {Эталонная длина файла}
HF : Boolean; {Флаг установки ключа}
Key: Word ; {Шифр для защиты ключа}
end;
При создании этой типизированной константы компилятор в поле HF помещает значение False. Запущенная программа анализирует это поле. При первом прогоне HF = False, в результате чего программа вызывает процедуру Save, в ходе выполнения которой в файле сохраняются эталонный заголовок и начальная длина файла. При этом одновременно в поле HF (в файле программы!) помещается значение True, поэтому при любом последующем запуске программы вместо Save будет вызвана процедура CheckFile, которая осуществит нужный контроль файла. Если в ходе контроля обнаруживается хотя бы малейшее отличие заголовка файла от его эталона, хранящегося в Head, программа сообщает о факте заражения и предлагает восстановить испорченный заголовок и начальную длину файла.
