计算机病毒与恶意代码——原理、技术及防范（第4版）

本书的主要内容来源于作者大学本科计算机病毒和恶意代码12年教学经验，8年恶意代码及其防范研究基础，以及前期编写的4本教材。本书的前身《计算机病毒及其防范技术》、《计算机病毒及其防范技术（第2版）》、《恶意代码防范》和《恶意代码与计算机病毒——原理、技术和实践》被多所高校作为教材，得到了大家的支持和认可。同时，这些教材也分别两次获得了“上海交通大学优秀教材特等奖”、“上海市高等教育教材一等奖”。 

本书详细介绍恶意代码（含传统计算机病毒）的基本原理和主要防治技术，深入分析和探讨恶意代码的产生机制、寄生特点、传播方式、危害表现以及防范和对抗等方面的技术，主要内容包括恶意代码的基本含义、恶意代码的理论模型、恶意代码的结构和技术特征分析、特洛伊木马、勒索软件、Linux系统下的恶意代码、蠕虫、移动终端恶意代码、恶意代码的查杀方法和防治技术，以及常用杀毒软件及其解决方案和恶意代码的防治策略等。
本书通俗易懂，注重理论与实践相结合，所设计的教学实验覆盖了所有类型的恶意代码，使读者能够举一反三。为了便于教学，本书附带教学课件、实验用源代码以及辅助应用程序版本说明等内容，下载地址为www.tupwk.com.cn/downpage，下载并解压缩后，就可按照教材设计的实验步骤使用。
本书可作为高等院校信息安全专业和计算机相关专业的教材，也可供广大系统管理员、计算机安全技术人员参考。

目录

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第1章恶意代码概述

1.1为什么提出恶意代码的概念

1.2恶意代码的概念

1.3恶意代码的发展历史

1.3.1概念阶段

1.3.2朦胧阶段

1.3.3第一款真实恶意代码

1.3.4PC病毒

1.3.5蠕虫插曲

1.3.6走向战争

1.3.7对抗杀毒软件

1.3.8写病毒不再困难

1.3.9破坏硬件的病毒

1.3.10网络时代： 蠕虫

1.3.11网络时代： 木马

1.3.12网络时代： 工业互联网恶意代码

1.3.13网络时代： 物联网恶意代码

1.3.14网络时代： 勒索型恶意代码

1.4恶意代码的种类

1.5恶意代码的传播途径

1.6感染恶意代码的症状

1.6.1恶意代码的表现现象

1.6.2与恶意代码现象类似的硬件故障

1.6.3与恶意代码现象类似的软件故障

1.7恶意代码的命名规则

1.8恶意代码的最新趋势

1.9习题

第2章恶意代码模型及机制

2.1基本定义

2.2基于图灵机的传统计算机病毒模型

2.2.1随机访问计算机模型

2.2.2随机访问存储程序模型

2.2.3图灵机模型

2.2.4带后台存储的RASPM模型

2.2.5操作系统模型

2.2.6基于RASPM_ABS的病毒

2.3基于递归函数的计算机病毒的数学模型

2.3.1Adlemen病毒模型

2.3.2Adlemen病毒模型的分析

2.4Internet蠕虫传播模型

2.4.1SIS模型和SI模型

2.4.2SIR模型

2.4.3网络模型中蠕虫传播的方式

2.5恶意代码预防理论模型

2.6传统计算机病毒的结构和工作机制

2.6.1引导模块

2.6.2感染模块

2.6.3破坏模块

2.6.4触发模块

2.7习题

第3章传统计算机病毒

3.1引导型病毒编制技术

3.1.1引导型病毒编制原理

3.1.2引导型病毒实验

3.216位可执行文件病毒编制技术

3.2.116位可执行文件结构及运行原理

3.2.2COM文件病毒原理

3.2.3COM文件病毒实验

3.332位可执行文件病毒编制技术

3.3.1PE文件结构及其运行原理

3.3.2PE文件型病毒关键技术

3.3.3从Ring3到Ring0的简述

3.3.4PE文件格式实验

3.4宏病毒

3.4.1宏病毒的运行环境

3.4.2宏病毒的特点

3.4.3经典宏病毒

3.4.4Word宏病毒的工作机制

3.5综合实验

综合实验一： 32位文件型病毒实验

综合实验二： 类TaiWan No.1病毒实验

3.6习题

第4章Linux恶意代码技术

4.1Linux系统的公共误区

4.2Linux系统恶意代码的分类

4.3Shell恶意脚本

4.3.1Shell恶意脚本编制技术

4.3.2Shell恶意脚本实验

4.4ELF文件格式

4.5ELF格式文件感染原理

4.5.1无关ELF格式的感染方法

4.5.2利用ELF格式的感染方法

4.5.3高级感染技术

4.6Linux ELF病毒实例

4.6.1病毒技术汇总

4.6.2原型病毒实现

4.7综合实验

综合实验三： Linux ELF病毒实验

4.8习题

第5章特洛伊木马

5.1基本概念

5.1.1木马概述

5.1.2木马的分类

5.1.3远程控制、木马与病毒

5.1.4木马的工作流程

5.1.5木马的技术发展

5.2简单木马程序实验

5.2.1自动隐藏

5.2.2自动加载

5.2.3实现Server端功能

5.2.4实现Client端功能

5.2.5实施阶段

5.3木马程序的关键技术

5.3.1植入技术

5.3.2自启动技术

5.3.3隐藏技术

5.3.4远程线程插入实验

5.3.5其他技术

5.4木马防范技术

5.4.1防治特洛伊木马基本知识

5.4.2几种常见木马病毒的杀除方法

5.4.3已知木马病毒的端口列表

5.5综合实验

综合实验四： 网站挂马实验

综合实验五： BO2K木马实验

综合实验六： 木马病毒清除实验

5.6习题

第6章移动智能终端恶意代码

6.1移动终端恶意代码概述

6.2智能手机操作系统及其弱点

6.2.1智能手机操作系统

6.2.2手机操作系统的弱点

6.3移动终端恶意代码关键技术

6.3.1移动终端恶意代码传播途径

6.3.2移动终端恶意代码攻击方式

6.3.3移动终端恶意代码的生存环境

6.3.4移动终端设备的漏洞

6.4Android恶意功能开发实验

6.4.1Android短信拦截

6.4.2Android电话监听

6.5移动终端恶意代码实例

6.6移动终端恶意代码的防范

6.7移动终端安全防护工具

6.7.1国外移动终端安全防护工具

6.7.2国内移动终端安全防护工具

6.8综合实验

综合实验七： Android手机木马实验

6.9习题

第7章蠕虫

7.1蠕虫的基本概念

7.1.1蠕虫的分类

7.1.2蠕虫和其他恶意代码的关系

7.1.3蠕虫的危害

7.1.4“震网”蠕虫

7.2蠕虫的特征

7.3蠕虫病毒的机制

7.4基于RPC漏洞的蠕虫

7.4.1RPC漏洞

7.4.2冲击波病毒

7.4.3冲击波的shellcode分析

7.4.4冲击波实验

7.5综合实验

综合实验八： 基于U盘传播的蠕虫实验

7.6习题

第8章勒索型恶意代码

8.1勒索型恶意代码概述

8.1.1全球勒索型恶意代码

8.1.2勒索型恶意代码的攻击阶段

8.1.3勒索型恶意代码的特性

8.1.4勒索型恶意代码出现的原因

8.2勒索型恶意代码的历史与现状

8.2.1勒索型恶意代码的历史

8.2.2技术发展趋势

8.2.3最新勒索型恶意代码实例

8.2.4勒索型恶意代码加密算法

8.3WannaCry恶意代码分析

8.3.1基本模块

8.3.2详细过程

8.4HiddenTear源代码分析

8.4.1HiddenTear的代码特征

8.4.2HiddenTear关键代码分析

8.4.3HiddenTear加密的漏洞

8.5防范与应对策略

8.5.1增强安全意识

8.5.2备份重要文件

8.5.3网络流量的检测

8.5.4网络隔离措施

8.5.5更新软件和安装补丁

8.6综合实验

综合实验九： 勒索型恶意代码实验

8.7总结

8.8习题

第9章其他恶意代码

9.1流氓软件

9.1.1流氓软件的定义

9.1.2应对流氓软件的政策

9.1.3流氓软件的主要特征

9.1.4流氓软件的发展过程

9.1.5流氓软件的分类

9.2利用Outlook漏洞的恶意代码

9.2.1邮件型恶意代码的传播方式

9.2.2邮件型恶意代码的传播原理

9.2.3邮件型恶意代码的预防

9.3WebPage中的恶意代码

9.3.1脚本病毒的基本类型

9.3.2Web恶意代码的工作机制

9.3.3Web恶意代码实验

9.4僵尸网络

9.5Rootkit恶意代码

9.6高级持续性威胁

9.6.1APT的攻击过程

9.6.2APT的特征

9.6.3典型的APT案例

9.6.4APT的防范

9.7综合实验

综合实验十： 邮件型恶意代码实验

9.8习题

第10章恶意代码防范技术

10.1恶意代码防范技术的发展

10.2中国恶意代码防范技术的发展

10.3恶意代码防范思路

10.4恶意代码的检测

10.4.1恶意代码的检测技术

10.4.2恶意代码的检测方法

10.4.3自动检测程序核心部件

10.4.4恶意代码查找实验

10.5恶意代码的清除

10.5.1恶意代码清除的原理

10.5.2恶意代码的清除方法

10.6恶意代码的预防

10.6.1系统监控技术

10.6.2个人防火墙技术

10.6.3系统加固技术

10.7恶意代码的免疫

10.7.1传统恶意代码免疫方法

10.7.2人工免疫系统

10.8数据备份与数据恢复的意义

10.8.1数据备份

10.8.2数据恢复

10.8.3数据恢复工具

10.9综合实验

综合实验十一： 恶意代码检测实验(OAV)

10.10习题

第11章常用杀毒软件及其解决方案

11.1恶意代码防范产业发展

11.2国内外反病毒软件评测机构

11.2.1WildList

11.2.2AMTSO

11.2.3AVTest

11.2.4Virus Bulletin

11.2.5AVComparatives

11.2.6ICSA实验室

11.2.7中国反病毒软件评测机构

11.3国内外著名杀毒软件比较

11.3.1杀毒软件必备功能

11.3.2流行杀毒产品比较

11.3.3恶意代码防范产品的地缘性

11.4企业级恶意代码防治方案

11.4.1企业恶意代码防范需求

11.4.2企业网络的典型结构

11.4.3企业网络的典型应用

11.4.4恶意代码在网络上传播的过程

11.4.5企业网络恶意代码防范方案

11.5习题

第12章恶意代码防治策略

12.1恶意代码防治策略的基本准则

12.2国家层面上的防治策略

12.3单机用户防治策略

12.3.1一般技术措施

12.3.2个人用户上网基本策略

12.4如何建立安全的单机系统

12.4.1打牢基础

12.4.2选好工具

12.4.3注意方法

12.4.4应急措施

12.4.5自我提高

12.5企业用户防治策略

12.5.1如何建立防御计划

12.5.2执行计划

12.5.3恶意代码扫描引擎相关问题

12.5.4额外的防御工具

12.6未来的防范措施

12.7恶意代码犯罪相关法律法规基础

12.8习题

附录A计算机病毒相关网上资源

附录B相关法律法规

参考文献

前言

由

于传统的计算机病毒是一个非常狭义的定义，它仅仅概括了感染文件（可执行文件及数据文件）和引导区的恶意代码，无法描述各种新兴恶意代码的特征和内涵。鉴于此，本书采用“恶意代码”这个概念来概括书中内容。
恶意代码作为信息安全领域的重要一环，近年来在组织对抗、国家博弈、社会稳定方面发挥了双刃剑的作用，引起了社会各界的广泛重视。
本书的主要内容来源于作者在计算机病毒和恶意代码领域的12年教学经验、8年恶意代码及其防范研究基础以及前期编写的4种教材。本书的前身《计算机病毒及其防范技术》《计算机病毒及其防范技术（第2版）》《恶意代码防范》和《恶意代码与计算机病毒——原理、技术和实践》被多所高校作为教材，得到了大家的支持和认可。同时，这些教材也分别获得了“上海交通大学优秀教材特等奖”“上海市高等教育教材一等奖”。
书中重点分析恶意代码的运行机制，并通过实验的方式讲解常见恶意代码。在分析恶意代码技术的基础上，重点分析恶意代码的检测和清除技术。此外，还对预防恶意代码的策略和防治方案进行了探讨。全书共分12章，具体内容如下。
第1章： 恶意代码概述。本章主要介绍恶意代码的基本概念，并在此基础上讲述恶意代码的关键历史转折点、技术分类、传播途径、感染症状、命名规则及未来发展趋势等相关问题。
第2章： 恶意代码模型及机制。本章主要介绍恶意代码的理论模型，如基于图灵机的传统计算机病毒模型、基于递归函数的计算机病毒的数学模型、恶意代码预防理论模型、传统计算机病毒的结构及工作机制等。
第3章： 传统计算机病毒。本章主要介绍在DOS、Windows 9x、Windows 2000平台下传统病毒的工作机制和编制技术，并以3种平台下的可执行文件结构为线索，在分析这些文件结构的基础上，引入不同平台的病毒编制技术。为了保证教材的系统性，本章还简要介绍引导型病毒和宏病毒。
第4章： Linux恶意代码技术。本章在了解Linux安全问题的基础上，探讨Linux恶意代码的概念，分析Linux可执行文件格式(ELF)的运行机制。
第5章： 特洛伊木马。为了使读者充分了解特洛伊木马，本章详细分析木马的技术特征、木马入侵的一些常用技术以及木马入侵的防范和清除方法。此外，还对几款常见木马程序的防范经验做了较为详细的说明。
第6章： 移动智能终端恶意代码。本章以手机恶意代码为主线，介绍移动终端恶意代码的概念、技术进展和防范工具，使读者了解未来移动终端设备上的威胁。特别是详细介绍Android下开发恶意行为程序的技术。
第7章： 蠕虫。本章主要介绍近年来破坏力非常大的蠕虫（Worm）的基本特征、技术特征和工作机制，并且详细介绍基于RPC漏洞和U盘传播的蠕虫技术。
第8章： 勒索型恶意代码。2013年兴起的勒索型恶意代码是恶意代码领域的最新家族。本章主要介绍勒索型恶意代码的概念、原理、危害及防范技术。以最流行的WannaCry为例，讲解勒索型恶意代码的结构及源代码。同时，本章还以HiddenTear为例，设计了一个实验。
第9章： 其他恶意代码。本章对近年来新兴的流氓软件、Outlook漏洞恶意代码、WebPage恶意代码、僵尸网络、Rootkit恶意代码和APT（高级持续威胁）做了介绍，并对其中典型恶意代码的编制技术做了详细讲解。
第10章： 恶意代码防范技术。本章以检测、清除、预防、防治、数据和策略6个层次为主要思路，介绍恶意代码的诊断原理和方法、清除原理和方法、主动和被动防治技术以及数据备份和数据恢复等。
第11章： 常用杀毒软件及其解决方案。本章通过介绍企业网络的典型结构、典型应用和网络时代的病毒特征，得出企业网络防范恶意代码体系对技术和工具的需求，从而给出一些典型恶意代码防治体系解决方案。
第12章： 恶意代码防治策略。本章通过讨论防御性策略得到的不同建议来避免计算机受到恶意代码的影响。本章侧重于全局策略和规章，并且针对企业用户所讲述的内容比针对单机用户的要多一些。本章还就如何制订一个防御计划，如何挑选一个快速反应小组，如何控制住恶意代码的发作，以及安全工具的选择等问题提出了一些建议。
在本书完稿之际，作者对上海交通大学教材出版基金的资助表示衷心感谢； 感谢教学12年来听过作者计算机病毒原理和恶意代码防范课程的所有学生，他们为作者的讲义提出了很多宝贵意见； 感谢各类参考资料的提供者，这些资料既充实了作者的教材，也丰富了作者的知识； 感谢清华大学出版社的各位编辑，他们耐心地加工我的书稿。
为便于教学，本书提供教学课件和实验源代码，可通过清华大学出版社的官方网站（www.tup.com.cn）下载。
由于作者水平有限，书中难免有疏漏之处，恳请读者批评指正，以使本书得以进一步改进和完善。
作者

2019年1月

于上海交通大学思源湖畔

第3章传统计算机病毒

视频讲解

传统型计算机病毒是最原始的几类计算机病毒，主要包括感染引导区的病毒，感染可执行程序的病毒和感染数据文件的病毒。除了本章讲解的几个计算机病毒外，感染Linux系统可执行程序的病毒也是传统计算机病毒的一类代表。基于章节安排的考虑，Linux系统下感染可执行文件的病毒放在本书第4章介绍。
DOS环境下的病毒数量已经定格在了5000多种。DOS平台是病毒编制者(VXer)的乐园，因为程序员可以在该平台下自由地读、写、控制系统的所有资源。Windows平台的出现促使计算机病毒技术迅速向新平台转化，Windows 9x(包括Windows 95/98/Me)平台下的病毒曾经繁荣一时，虽然Windows 9x通过使用设备驱动和32位程序来管理文件系统，给病毒编制带来了一定的麻烦，但是VXer们还是分别利用Ring3和Ring0执行权限达到了目的。以NT内核为基础的Windows 2000/NT/2003/XP等操作系统，进一步改进了系统的安全性，此时，虽然利用Ring3执行权限的病毒可以轻松转到新平台上来，但是进入Ring0难度进一步加大。随着Windows Vista、Windows 7等的安全性进一步提高，利用Ring0执行权限的新病毒越来越难写，写传统型计算机病毒简直到了不可能的地步。
伴随着操作系统的不断进步，可执行文件的格式也发生了巨大变化。它包括4个阶段： DOS中以COM为扩展名的可执行文件和以EXE为扩展名的MZ格式的可执行文件； Windows 3.x下出现的NE(New Executable)格式的EXE和DLL文件； Windows 3.x和Windows 9x所专有的LE(Linear Executable，其专用于VxD文件)； Windows 9x和Windows NT/2000/XP下的32位的PE(Portable Executable)格式文件。总之，COM、MZ和NE属于16位文件格式，PE属于Win32文件格式，LE可以兼容16位和32位两种环境。
当编制计算机病毒的先驱者们痴迷于他们高超的汇编语言技术和成果时，可能不会想到后继者能以更加简单的手法制造影响力更大的病毒。宏病毒是感染数据文件的病毒的典型代表，其中，Microsoft Word宏病毒又是宏病毒家族中最具有代表性的一类。像其他类型的病毒一样，宏病毒也经历了从产生到发展，再到衰退的过程。曾经，宏病毒感染了世界上几乎所有的Windows计算机，占了当时恶意代码总量的50%。
本章主要介绍DOS、Windows平台下引导区病毒、可执行文件病毒、感染数据文件的宏病毒等传统型计算机病毒，并设计了多个实验来展示这些病毒。
本章学习目标
（1） 了解COM、EXE、NE、PE可执行文件格式。
（2） 了解引导型病毒的原理及实验。
（3） 掌握COM文件型病毒的原理及实验。
（4） 掌握PE文件型病毒及实验。
（5） 掌握宏病毒的原理及实验。