Классическим примером вируса, внедряющегося в файл путем расширения кодового сегмента, является вирус Linux.Vit.4096. Любопытно, что различные авторы по-разному описывают стратегии, используемые вирусом для заражения. Так, Евгений Касперский почему-то считает, что вирус Vit записывается в начало кодовой секции заражаемого файла , в то время как он размещает свое тело в конце кодового сегмента файла 202000.pdf). Далее приведен фрагмент ELF-файла, зараженного вирусом Vit (рис. 2.6).

Рис. 2.6. Фрагмент файла, зараженного вирусом Lin/Vit. Поля, модифицированные вирусом, выделены траурной рамкой

Многие вирусы (и, в частности, вирус Lin/Obsidan) выдают себя тем, что при внедрении в середину файла «забывают» модифицировать заголовок таблицы секций (либо же модифицируют его некорректно). Как уже отмечалось выше, в процессе загрузки исполняемых файлов в память системный загрузчик считывает информацию о сегментах и проецирует их содержимое целиком. Внутренняя структура сегментов его совершенно не интересует. Даже если заголовок таблицы секций отсутствует или заполнен некорректно, запущенная на выполнение программа будет исправно работать. Однако несмотря на это, в подавляющем большинстве исполняемых файлов заголовок таблицы секций все-таки присутствует, и попытка его удаления оканчивается весьма плачевно – популярный отладчик gdb и ряд других утилит для работы с elf-файлами отказываются признать «кастрированный» файл своим. При заражении исполняемого файла вирусом, некорректно обращающимся с заголовком таблицы секций, поведение отладчика становится непредсказуемым, демаскируя тем самым факт вирусного вторжения.

Перечислим некоторые наиболее характерные, признаки заражения исполняемых файлов (вирусы, внедряющиеся в компоновочные файлы, обрабатывают заголовок таблицы секций вполне корректно, в противном случае зараженные файлы тут же откажут в работе и распространение вируса немедленно прекратится):

1. Поле e_shoff указывает «мимо» истинного заголовка таблицы секций (так себя ведет вирус Lin/Obsidan) либо имеет нулевое значение при непустом заголовке таблицы секций (так себя ведет вирус Linux.Garnelis).

2. Поле e_shoff имеет ненулевое значение, но ни одного заголовка таблицы секций в файле нет.

3. Заголовок таблицы секций содержится не в конце файла, этих заголовков несколько или заголовок таблицы секций попадает в границы владения одного из сегментов.

4. Сумма длин всех секций одного сегмента не соответствует его полной длине.

5. Программный код расположен в области, не принадлежащей никакой секции.

Следует сказать, что исследование файлов с искаженным заголовком таблицы секций представляет собой большую проблему. Дизассемблеры и отладчики либо виснут, либо отображают такой файл неправильно, либо же не загружают его вообще. Поэтому, если вы планируете заниматься исследованием зараженных файлов не день и не два, лучше всего будет написать свою собственную утилиту для их анализа.

Сдвиг кодовой секции вниз

Трудно объяснить причины, по которым вирусы внедряются в начало кодовой секции (сегмента) заражаемого файла или создают свою собственную секцию (сегмент), располагающуюся впереди (рис. 2.7). Этот прием не обеспечивает никаких преимуществ перед записью своего тела в конец кодовой секции (сегмента), и к тому же намного сложнее реализуется. Тем не менее такие вирусы существуют и будут подробно здесь рассмотрены.

Наивысший уровень скрытности достигается при внедрении в начало секции. text и осуществляется практически тем же самым способом, что и внедрение в конец, с той лишь разницей, что для сохранения работоспособности зараженного файла вирус корректирует поля sh_addr и p_vaddr, уменьшая их на величину своего тела и не забывая о необходимости выравнивания (если выравнивание действительно необходимо). Первое поле задает виртуальный стартовый адрес для проекции секции.text, второе – виртуальный стартовый адрес для проекции кодового сегмента.

Рис. 2.7. Типовая схема заражения исполняемого файла путем расширения его кодовой секции

В результате этой махинации вирус оказывается в самом начале кодовой секции и чувствует себя довольно уверенно, поскольку при наличии на своем борту стартового кода выглядит неотличимо от «нормальной» программы. Однако работоспособность зараженного файла уже не гарантируется, и его поведение рискует стать совершенно непредсказуемым, поскольку виртуальные адреса всех предыдущих секций окажутся полностью искажены. Если при компиляции программы компоновщик позаботился о создании секции перемещаемых элементов, то вирус (теоретически) может воспользоваться этой информацией для приведения впереди идущих секций в нормальное состояние, однако исполняемые файлы в своем подавляющем большинстве спроектированы для работы по строго определенным физическим адресам и потому неперемещаемы. Но даже при наличии перемещаемых элементов вирус не сможет отследить все случаи относительной адресации. Между секцией кода и секцией данных относительные ссылки практически всегда отсутствуют, и потому при вторжении вируса в конец кодовой секции работоспособность файла в большинстве случаев не нарушается. Однако внутри кодового сегмента случаи относительной адресации между секциями – скорее правило, чем исключение. Взгляните на фрагмент дизассемблерного листинга утилиты ping (листинг 2.12), позаимствованный из UNIX Red Hat 5.0. Команду call, расположенную в секции .init, и вызываемую ею подпрограмму, находящуюся в секции .text, разделяют ровно 8002180h-8000915h == 186Bh байт, и именно это число фигурирует в машинном коде (если же вы все еще продолжаете сомневаться, загляните в Intel Instruction Reference Set: команда E8h – это команда относительного вызова).

Листинг 2.12. Фрагмент утилиты ping, использующей, как и многие другие программы, относительные ссылки между секциями кодового сегмента

Неудивительно, что после заражения файл перестает работать (или станет работать некорректно)! Но если это все-таки произошло, загрузите файл в отладчик/дизассемблер и посмотрите – соответствуют ли относительные вызовы первых кодовых секций пункту своего назначения. Вы легко распознаете факт заражения, даже не будучи специалистом в области реинжиниринга.

В этом мире ничего не дается даром! За скрытность вирусного вторжения последнему приходится расплачиваться разрушением большинства заражаемых файлов. Более корректные вирусы располагают свое тело в начале кодового сегмента – в секции. init. Работоспособность заражаемых файлов при этом не нарушается, но присутствие вируса становится легко обнаружить, так как секция. init редко бывает большой и даже небольшая примесь постороннего кода сразу же вызывает подозрение.

Некоторые вирусы (например, вирус Linux.NuxBee) записывают себя поверх кодового сегмента заражаемого файла, перемещая затертую часть в конец кодовой секции (или, что более просто, в конец последнего сегмента файла). Получив управление и выполнив всю работу «по хозяйству», вирус забрасывает кусочек своего тела в стек и восстанавливает оригинальное содержимое кодового сегмента. Учитывая, что модификация кодового сегмента по умолчанию запрещена и разрешать ее вирусу не резон (в этом случае факт заражения очень легко обнаружить), вирусу приходится прибегать к низкоуровневым манипуляциям с атрибутами страниц памяти, вызывая функцию mprotect, практически не встречающуюся в «честных» приложениях.