При обмене данными на физическом уровне единицей информации является бит, поэтому средства физического уровня всегда поддерживают побитовую синхронизацию между приемником и передатчиком.

Канальный уровень оперирует кадрами данных и обеспечивает синхронизацию между приемником и передатчиком на уровне кадров. В обязанности приемника входит распознавание начала первого байта кадра, распознавание границ полей кадра и распознавание признака окончания кадра.

Обычно достаточно обеспечить синхронизацию на указанных двух уровнях - битовом и кадровом, - чтобы передатчик и приемник смогли обеспечить устойчивый обмен информацией. Однако при плохом качестве линии связи (обычно это относится к телефонным коммутируемым каналам) для удешевления аппаратуры и повышения надежности передачи данных вводят дополнительные средства синхронизации на уровне байт.

Такой режим работы называется асинхронным или старт-стопным. Другой причиной использования такого режима работы является наличие устройств, которые генерируют байты данных в случайные моменты времени. Так работает клавиатура дисплея или другого терминального устройства, с которого человек вводит данные для обработки их компьютером.

В асинхронном режиме каждый байт данных сопровождается специальными сигналами «старт» и «стоп» (рис. 2.20, а). Назначение этих сигналов состоит в том, чтобы, во-первых, известить приемник о приходе данных и, во-вторых, чтобы дать приемнику достаточно времени для выполнения некоторых функций, связанных с синхронизацией, до поступления следующего байта. Сигнал «старт» имеет продолжительность в один тактовый интервал, а сигнал «стоп» может длиться один, полтора или два такта, поэтому говорят, что используется один, полтора или два бита в качестве стопового сигнала, хотя пользовательские биты эти сигналы не представляют.

Рис. 2.20. Асинхронная (а) и синхронная (б) передачи на уровне байт

Асинхронным описанный режим называется потому, что каждый байт может быть несколько смещен во времени относительно побитовых тактов предыдущего байта. Такая асинхронность передачи байт не влияет на корректность принимаемых данных, так как в начале каждого байта происходит дополнительная синхронизация приемника с источником за счет битов «старт». Более «свободные» временные допуски определяют низкую стоимость оборудования асинхронной системы.

При синхронном режиме передачи старт-стопные биты между каждой парой байт отсутствуют. Пользовательские данные собираются в кадр, который предваряется байтами синхронизации (рис. 2.20, б). Байт синхронизации - это байт, содержащий заранее известный код, например 0111110, который оповещает приемник о приходе кадра данных. При его получении приемник должен войти в байтовый синхронизм с передатчиком, то есть правильно понимать начало очередного байта кадра. Иногда применяется несколько синхробайт для обеспечения более надежной синхронизации приемника и передатчика. Так как при передаче длинного кадра у приемника могут появиться проблемы с синхронизацией бит, то в этом случае используются самосинхронизирующиеся коды.

2. Вирусы и методы борьбы с ними. Антивирусные программы и пакеты. Программно-аппаратные защиты информационных ресурсов в Интернет. Межсетевые экраны, их функции и назначения

Компьютерный вирус — это своеобразное явление, возникшее в процессе развития компьютерной техники и ИТ. Суть его состоит в том, что программы-вирусы обладают свойствами, присущими живым организмам, — они рождаются, размножаются и умирают. Термин «компьютерный вирус» впервые употребил сотрудник Университета Южной Калифорнии Фред Коэн в 1984 г. на 7-й конференции по безопасности информации, проходившей в США. Этим термином был назван вредоносный фрагмент программного кода. Конечно, это была всего лишь метафора. Фрагмент программного кода похож на настоящий вирус не больше, чем человек на робота. Однако это один из тех редких случаев, когда значение метафоры становилось со временем менее метафорическим и более буквальным.

Компьютерные вирусы способны делать практически то же, что и настоящие вирусы: переходить с одного объекта на другой, изменять способы атаки и мутировать. Проникнув в ИС, компьютерный вирус может ограничиться безобидными визуальными или звуковыми эффектами, но может и вызвать потерю или искажение данных, утечку личной и конфиденциальной информации. В худшем случае ИС, пораженная вирусом, окажется под полным контролем злоумышленника. Сегодня компьютерам доверяют решение многих критических задач. Поэтому выход из строя ИС может иметь весьма тяжелые последствия, вплоть до человеческих жертв.

15.1. Компьютерные вирусы и проблемы антивирусной защиты

Существует много определений компьютерного вируса. Исторически первое определение было дано в 1984 г. Фредом Коэном: «Компьютерный вирус — это программа, которая может заражать другие программы, модифицируя их посредством включения в них своей, возможно измененной копии, причем последняя сохраняет способность к дальнейшему размножению». Ключевыми понятиями в этом определении являются способность вируса к саморазмножению и способность к модификации вычислительного процесса. Указанные свойства компьютерного вируса аналогичны паразитированию биологического вируса в живой природе. С тех пор острота проблемы вирусов многократно возросла — к концу XX в. в мире насчитывалось более 14 300 модификаций вирусов.

В настоящее время под компьютерным вирусом принято понимать программный код, обладающий следующими свойствами:

способностью к созданию собственных копий, не обязательно совпадающих с оригиналом, но обладающих свойствами оригинала (самовоспроизведение);

наличием механизма, обеспечивающего внедрение создаваемых копий в исполняемые объекты вычислительной системы.

Следует отметить, что эти свойства являются необходимыми, но не достаточными. Указанные свойства следует дополнить свойствами деструктивности и скрытности действий данной вредоносной программы в вычислительной среде.

15.1.1. Классификация компьютерных вирусов

На сегодняшний день известны десятки тысяч различных компьютерных вирусов. Несмотря на такое изобилие, число типов вирусов, отличающихся друг от друга механизмом распространения и принципом действия, достаточно ограничено. Существуют и комбинированные вирусы, которые можно отнести одновременно к нескольким типам. Вирусы можно разделить на классы [38, 85]:

по среде обитания;

операционной системе (ОС);

особенностям алгоритма работы;

деструктивным возможностям.

Основной и наиболее распространенной классификацией компьютерных вирусов является классификация по среде обитания, или по типам объектов компьютерной системы, в которыевнедряются вирусы (рис. 15.1). По среде обитания компьютерные вирусы можно разделить:

на файловые;

загрузочные;

макровирусы;

сетевые.

		Среда обитания компьютерных вирусов

Файловые	Загрузочные		Макро	Сетевые

Исполняемые файлы (.exe, .com, .bat)	Загрузочный (boot) сектор диска		Документы Word (.doc)	Сетевые протоколы

Файлы-двойники	Сектор системного загрузчика		Документы ExeJ (.xis)	Сетевые команды

Связи между файлами (линк-вирусы)	Указатель на активный boot-сектор		Документы Office	Электронная почта

Рис. 15.1. Классификация компьютерных вирусов по среде обитания

Файловые вирусы либо внедряются в выполняемые файлы (наиболее распространенный тип вирусов) различными способами, либо создают файлы-двойники (компаньон-вирусы), либо используют особенности организации файловой системы (link-вирусы).

Загрузочные вирусы записывают себя либо в загрузочный сектор диска (boot-сектор), либо в сектор, содержащий системный загрузчик винчестера (Master Boot Record). Загрузочные вирусы замещают код программы, получающей управление при загрузке системы. В результате при перезагрузке управление передается вирусу. При этом оригинальный boot-сектор обычно переносится в какой-либо другой сектор диска. Иногда загрузочные вирусы называют бутовыми вирусами.

Макровирусы заражают макропрограммы и файлы документов современных систем обработки информации, в частности файлы-документы и электронные таблицы популярных редакторов Microsoft Word, Microsoft Excel и др. Для размножения макровирусы используют возможности макроязыков и при их помощи переносят себя из одного зараженного файла в другие. Вирусы этого типа получают управление при открытии зараженного файла и инфицируют файлы, к которым впоследствии идет обращение из соответствующего офисного приложения.

Сетевые вирусы используют для своего распространения протоколы или команды компьютерных сетей и электронной почты. Иногда сетевые вирусы называют программами типа «червь». Сетевые черви подразделяются на Internet-черви (распространяются по Internet), LAN-черви (распространяются по локальной сети), IRC-черви Internet Relay Chat (распространяются через чаты). Существуют также смешанные типы, которые совмещают в себе сразу несколько технологий.

Существуют много комбинированных типов компьютерных вирусов, например, известен сетевой макро-вирус, который заражает редактируемые документы, а также рассылает свои копии по электронной почте. В качестве другого примера вирусов комбинированного типа можно указать файлово-загрузочные вирусы, заражающие как файлы, так и загрузочные секторы дисков. Такие вирусы имеют усложненный алгоритм работы и применяют своеобразные методы проникновения в систему.

Другим признаком деления компьютерных вирусов на классы является операционная система, объекты которой подвергаются заражению. Каждый файловый или сетевой вирус заражает файлы какой-либо одной или нескольких ОС — DOS, Windows 95/98, Windows NT/2000 и т. д. Макро-вирусы заражают файлы форматов Word, Excel, Microsoft Office. На определенные форматы расположения системных данных в загрузочных секторах дисков также ориентированы загрузочные вирусы.

Естественно, эти схемы классификации не являются единственно возможными, существуют много различных схем типизации вирусов. Однако ограничимся пока классификацией компьютерных вирусов по среде обитания, поскольку она является базовой, и перейдем к рассмотрению общих принципов функционирования вирусов. Анализ основных этапов «жизненногоцикла» этих вредоносных программ позволяет выделить их различные признаки и особенности, которые могут быть положены в основу дополнительных классификаций.

Антивирусные программы и комплексы

Для защиты от компьютерных вирусов могут использоваться:

общие методы и средства защиты информации;

специализированные программы для защиты от вирусов;

профилактические меры, позволяющие уменьшить вероятность заражения вирусами.

Общие средства защиты информации полезны не только для защиты от вирусов. Они используются также как страховка от физической порчи дисков, неправильно работающих программ или ошибочных действий пользователя. Существуют¹ две основные разновидности этих средств:

средства копирования информации (применяются для создания копий файлов и системных областей дисков);

средства разграничения доступа (предотвращают несанкционированное использование информации, в частности обеспечивают защиту от изменений программ и данных вирусами, неправильно работающими программами и ошибочными действиями пользователей).

При заражении компьютера вирусом важно его обнаружить. К внешним признакам проявления деятельности вирусов можно отнести следующие:

вывод на экран непредусмотренных сообщений или изображений;

подача непредусмотренных звуковых сигналов;

изменение даты и времени модификации файлов;

исчезновение файлов и каталогов или искажение их содержимого;

частые зависания и сбои в работе компьютера;

медленная работа компьютера;

невозможность загрузки ОС;

существенное уменьшение размера свободной оперативной памяти;

прекращение работы или неправильная работа ранее успешно функционировавших программ;

изменение размеров файлов;

неожиданное значительное увеличение количества файлов на диске.

Однако следует заметить, что перечисленные выше явления необязательно вызываются действиями вируса, они могут быть следствием и других причин. Поэтому правильная диагностика состояния компьютера всегда затруднена и обычно требует привлечения специализированных программ.