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目录
一、生物学意义上的病毒-2-
1、什么是病毒?
-2-
2、解释入侵之——病毒发威-5-
3、病毒的复制传播-5-
4、宿主的牺牲-5-
5、病毒传播-6-
**病毒的起源**-6-
二、计算机世界里的病毒-8-
1、什么是计算机病毒-8-
2、计算机病毒的起源-8-
3、计算机病毒的特点-10-
5、计算机病毒的危害性-14-
6、计算机病毒的命名-15-
7、计算机病毒的传播与防治-15-
生物病毒与计算机病毒
一、生物学意义上的病毒
人在生活中难免会生病,于是或多或少都接触过“病毒”这个词。
那么病毒究竟是什么?
它又是如何对我们产生不良影响的呢?
让我们以解答疑问的方式逐步认识它。
1、什么是病毒?
人类探索世界的智慧是无穷的,科学家从科学角度分析生命体,教给了我们“细胞”、“蛋白质”、“基因”等名词,也让我们对生命有了较具体化的认识。
那么对病毒的探索,科学家又告诉了我们什么呢?
◆通过对提取的病毒物质研究发现,病毒是含有核酸的蛋白质,即核蛋白。
◆它们无完整细胞结构,但含有的核酸不是核糖核酸(RNA)就是脱氧核糖核酸(DNA)。
◆生物的各种性状是由核酸组成的基因所控制的,病毒有核酸,因而具有生命的基本特征。
◆病毒是由一个或几个核酸分子组成的基因组,有一层蛋白或脂蛋白保护性外壳,简单的说病毒=核酸+壳蛋白。
病毒的结构原来如此简单,它的生命形式经济到基因组中的每个核苷酸均有用。
那么几个核酸分子又会有多大威力呢?
生活中我们最普遍印象无外乎就是感染流感病毒,然后传染周围人大批人感冒了。
有的病毒甚至恐怖到人们对它谈虎色变。
这种恐怖是两种因素共同造成的:
病毒对正常细胞的危害和病毒在生物群体间的强大的传播、蔓延和流行性。
下面我们就看看病毒如何入侵正常细胞并传播的。
1)吸附
在各种细菌的庞大群体中,T4噬菌体如何找到它的特异寄主细胞大肠杆菌呢?
原来大肠杆菌外面的两层细胞壁上有一些位点能特异地与T4噬菌体结合,这些位点称之为特异的受体。
T4噬菌体之所以能在千百万个细菌混合物中识别自己的寄主,就靠它的尾丝和受体的特异结合。
动物病毒能吸附在哪种寄主细胞上也是高度特异的。
如脊髓灰质炎病毒只能附着在灵长类的动物细胞上,而不能吸附在啮齿类动物细胞上。
这是因为啮齿类动物的细胞上,缺少对脊髓灰质炎病毒特异的受体。
原来病毒外壳蛋白与寄主细胞受体之间有如此密切的关系。
植物病毒在吸附阶段不表现特异性。
它的侵染大多决定于毒株的RNA核酸是否对某种植物有影响。
2)穿入
综观病毒进入寄主细胞的方式,只将核酸注入细胞内的方式不过是某些噬菌体特有的方式。
对动物或植物病毒说来,更普遍的方式是整个病毒粒子被细胞吞噬。
整个被吞噬是有好处的,因为病毒的遗传物质核酸,在细胞内找到合适的复制场所前,可以在其外壳蛋白质保护下不被高等生物内多种多样的核酸酶降解破坏。
下面我们一起等待病毒破壳而出的一刻,看看病毒入侵的最终完成态。
3)脱壳
病毒一旦进入寄主细胞,其终极目标就是释放出它的核酸,复制并合成蛋白质。
当“核酸+壳蛋白”重构时,其繁衍的目标也就完成了。
由于某些噬菌体直接将核酸注入寄主体内,因而没有脱壳过程,但动物病毒、植物病毒通常是整个病毒粒子被细胞吞噬,核酸要出来必须脱掉它外面的外壳蛋白。
病毒的脱壳过程很复杂,一般分两个阶段:
前一阶段是寄主细胞对病毒粒的吞噬造成的衣壳裂解,不过寄主细胞并没有全部彻底分解病毒衣壳的能力,中间的病毒核酸芯还未暴露出来;后一阶段是病毒的自我脱壳过程,病毒核蛋白芯中含有RNA聚合酶,能从病毒DNA上转录早期mRNA,翻译成脱壳酶,然后逐步完成脱壳。
这一复杂的生物学过程这里就不赘述了。
2、解释入侵之——病毒发威
病毒脱壳后,其核心——入侵颗粒里的核酸被释放,它将行使什么功能呢?
无疑是利用宿主继续复制传播自己,这也是病毒使人色变的极具威力的特点:
传染。
3、病毒的复制传播
病毒的繁衍就是复制核酸、形成衣壳蛋白,装配成新病毒粒,并进行散播。
注意病毒是以核酸复制的方式增殖,而不是以二分裂方式增殖。
病毒脱壳后将其核酸上的遗传信息转录成信使核糖核酸(mRNA),然后再以各自方式翻译合成所编码的蛋白质。
转录所需的酶有的利用宿主原有的酶,有的是病毒粒自备的。
病毒核酸和结构蛋白分别复制后经装配形成完整的病毒粒。
然后再向外释放传播。
有包膜的病毒,在细胞内形成核酸后转移至被病毒修饰了的细胞核膜或质膜下面,以芽生方式释放病毒粒。
T4噬菌体则先分别装配头部、尾部和尾丝,最后组合成完整病毒粒,裂解细菌而释放,其中有些步骤需酶的作用。
4、宿主的牺牲
当病毒自私的利用宿主做为再生的炉灶,进行自己的基因表达、复制再生时,往往给宿主带来危害。
宿主细胞对病毒感染的反应有4种:
无明显反应、细胞死亡、细胞增生后死亡和细胞转化。
多数病毒感染敏感细胞时,由于抑制了宿主细胞核酸和蛋白质合成而引起细胞死亡。
DNA病毒和RNA肿瘤病毒则引起细胞转化。
高等动、植物感染病毒后,从机体表现上看,可分为显性感染和持续感染,动物病毒还可表现为隐性感染。
隐性感染无临床症状,显性感染表现为临床疾病;在持续感染中,病毒在机体内长期存在。
动物病毒的持续感染又分为潜伏感染、慢性感染和长程感染3类。
潜伏感染如疱疹,平常无症状也查不到病毒,但由于内外因素的刺激而复发时出现病毒;慢性感染如乙型肝炎,有或无症状,但可查到病毒;长程感染限于少数病毒,如绵羊的Maedi-visna(一种反录病毒感染)可查到病毒;潜伏期和病程都很长,进行性发病直至死亡。
人类根据病毒的复制合成原理,已针对性的医治一些病毒引起的疾病,但是还是有一些病毒引起的疾病需要持久深入的研究。
5、病毒传播
动物病毒直接侵入动物暴露在外面的粘膜组织,例如呼吸道粘膜、消化道粘膜、眼睛粘膜等。
因此打喷嚏或咳嗽排出的飞沫中的病毒通过空气、粪便中的病毒通过污染水等方式,都能直接从各种粘膜侵入机体。
此外,还有不少病毒如登革热、脑炎、黄热病等是由节肢动物特别是蚊和蜱类传播的。
动物病毒还可通过血液、交配等方式传播,如在世界范围流行的爱滋病。
植物病毒的传播途径可以通过植物的伤口、昆虫、螨类、线虫、土壤真菌、种子以及农事操作等。
其中在自然界植物病毒最重要的传播媒介应属昆虫和螨类。
某些病毒既能在植物又能在昆虫中繁殖,这种病毒的寄主范围横跨动、植物两大界,是比较独特的。
所以注意饮食卫生,个人卫生,谨防蚊虫叮咬,都是保护自我的手段。
**病毒的起源**
对于病毒的起源曾有过种种推测;一种观点认为病毒可能类似于最原始的生命;另一种认为病毒可能是从细菌退化而来,由于寄生性的高度发展而逐步丧失了独立生活的能力,例如由腐生菌→寄生菌→细胞内寄生菌→支原体→立克次氏体→衣原体→大病毒→小病毒;还有一种则认为病毒可能是宿主细胞的产物。
二、计算机世界里的病毒
当计算机应用密切的影响人类生活诸多方面,一些计算机名词也常常出现在我们身边,“计算机病毒”就是其中之一。
那么计算机病毒又是什么呢?
生物学病毒我们从生物学角度去深入认识,计算机病毒当然也就从计算机科学角度去解释分析。
1、什么是计算机病毒
计算机世界是程序的世界,这些由编码构造而成的程序能够借助电子设备实现强大的功能。
合法的计算机程序有序地执行,实现各自的功能,维持着一个正常的计算机系统。
但随着计算机科学的发展,人们发现计算机系统中也出现了一种程序,它没有什么贡献作用,反而破坏计算机其他程序的执行,影响系统的正常执行。
它与生物病毒如此相像,可以复制、感染、破坏等,于是人们给它取了一个形象的名称——“计算机病毒”。
2、计算机病毒的起源
如果说生物病毒的起源是一个未解开的生命奥秘,计算机病毒的起源则很明确,就是人为编写的代码程序,虽然时间和发源地没有一致的论断。
电脑病毒的概念其实源起相当早,在第一部商用电脑出现之前好几年时,电脑的先驱者冯·诺伊曼(JohnVonNeumann)在他的一篇论文《复杂自动装置的理论及组识的进行》里,已经勾勒出病毒程序的蓝图。
不过在当时,绝大部分的电脑专家都无法想像会有这种能自我繁殖的程序。
1977年,一位美国科普作家托马斯·丁·雷恩构思了一种能够自我复制、利用信息通道传播的计算机程序,并称之为计算机病毒。
这是世界上第一个幻想出来的计算机病毒。
仅仅在10年之后,这种幻想的计算机病毒在世界各地大规模泛滥。
制造计算机病毒的罪魁祸首到底是谁,到目前为止,依然众说纷坛。
1983年l1月3日美国计算机专家弗莱德·科恩(FredCohen)在美国国家计算机安全会议上,演示了他研制的一种在运行过程中可以复制自身的破坏性程序,沦.艾德勒曼(LenAdlemn)将它命名为计算机病毒,并在每周召开一次的计算机安全讨论会上正式提出来,8小时后专家们在VAXII/750计算机系统上运行,第一个病毒实验成功。
一周后获准进行实验演示,从而在实验上证实了计算机病毒的存在,这就是世界上第一例被证实的计算机病毒。
3、计算机病毒的特点
寄生性
大多数计算机病毒寄生在其他程序之中以达到隐蔽性,当执行这个程序时,病毒就被启动,开始破坏作用,而在未启动这个程序之前,它是不易被人发觉的。
传染性
计算机病毒不但本身具有破坏性,更有害的是具有传染性,一旦病毒被复制或产生变种,其速度之快令人难以预防。
传染性是病毒的基本特征。
在生物界,病毒通过传染从一个生物体扩散到另一个生物体。
在适当的条件下可得到大量繁殖,井使被感染的生物体表现出病症甚至死亡。
同样,计算机病毒也会通过各种渠道从已被感染的计算机扩散到未被感染的计算机,在某些情况下造成被感染的计算机工作失常甚至瘫痪。
只是传染的方式与生物病毒不同。
计算机病毒是一段人为编制的计算机程序代码,这段程序代码一旦进入计算机井得以执行,它就会搜寻其他符合其传染条件的程序或存储介质,确定目标后再将自身代码插入其中,达到自我繁殖的目的。
只要一台计算机染毒,如不及时处理,那么病毒会在这台机子上迅速扩散,其中的大量文件(一般是可执行文件)会被感染。
而被感染的文件又成了新的传染源,再与其他机器进行数据交换或通过网络接触,病毒会继续进行传染。
正常的计算机程序一般是不会将自身的代码强行连接到其他程序之上的。
而病毒却能使自身的代码强行传染到一切符合其传染条件的未受到传染的程序之上。
是否具有传染性是判别一个程序是否为计算机病毒的最重要条件。
病毒程序通过修改磁盘扇区信息或文件内容并把自身嵌入到其中的方法达到病毒的传染和扩散。
被嵌入的程序叫做宿主程序;
潜伏性
有些病毒像定时炸弹一样,让它什么时间发作是预先设计好的,不到预定时间一点都觉察不出来,等到条件具备的时候一下子就爆炸开来,对系统进行破坏。
潜伏性愈好,被发现的几率越低,病毒在系统中的存在时间就会愈长,病毒的传染范围就会愈大。
潜伏性的第一种表现是隐蔽性:
病毒程序不用专用检测程序是检查不出来的,有的根本就查不出来,有的时隐时现、变化无常。
由于隐蔽,病毒可以静静地躲在磁盘或磁带里呆上几天,甚至几年。
潜伏性的第二种表现是可触发性:
如果病毒一直潜伏的话,既不感染也不能进行破坏,便失去了杀伤力。
所以计算机病毒的内部往往有一种触发机制,这些条件可能是时间、日期、文件类型或某些特定数据等。
不满足触发条件时,计算机病毒除了传染外不做什么破坏。
触发条件一旦得到满足,有的在屏幕上显示信息、图形或特殊标识,有的则执行破坏系统的操作,如格式化磁盘、删除磁盘文件、对数据文件做加密、封锁键盘以及使系统死锁等。
病毒的触发机制就是用来控制感染和破坏动作的频率的。
为了隐蔽自己,病毒必须潜伏,少做动作。
病毒既要隐蔽又要维持杀伤力,它必须具有可触发性。
破坏性:
计算机中毒后,可能会导致正常的程序无法运行,把计算机内的文件删除或受到不同程度的损坏;
1)萌芽阶段
1986年到1989年,这期间出现的病毒可称为传统的病毒,是计算机病毒的萌芽时期。
由于当时应用软件少,且大多是单机运行环境,因此病毒没有大量流行,病毒种类也比较有限,病毒清除相对容易。
1987年,病毒主要以引导型为主,以小球和石头病毒为代表。
1989年,可执行文件型病毒出现,它们利用DOS系统加载可执行文件的机制工作,代表为“耶路撒冷”病毒。
这一阶段的病毒总体特点有:
病毒攻击的目标单一,只传染引导扇区或可执行文件;病毒程序主要采取截取系统中断向量的方式监控系统的运行状态,并在一定的触发条件下进行传播;病毒传染目标以后特征比较明显,容易被人发现;病毒不具有自我保护措施,容易让你分析其原理。
2)综合发展阶段
1989年到1992年,是计算机病毒由简单到复杂,由原始走向成熟的阶段。
同时计算机局域网的应用与普及,网络应用软件的发展,网络安全防护意识的缺乏,也给计算机病毒的更广泛流行制造了条件。
此阶段的病毒特点有:
病毒攻击的目标趋于混合型;病毒程序不采用明显的截获中断向量的方法监视系统,而采用更为隐蔽的方法驻留内存;病毒感染目标后,没有明显的特征,并开始采用自我保护措施,如加密技术,反跟踪技术,制造障碍等,病毒分析难度加大;病毒开始出现变种,隐蔽性更强,破坏更大。
3)成熟发展阶段
1992到1995年,病毒开始具有多态性质。
病毒每次传染目标时,嵌入宿主程序中的病毒程序大部分可变种,正是由于这个特点,传统的特征码检测病毒法开始了新的探索研究。
1992年在保加利亚发现的黑夜复仇者病毒变种是世界上最早发现的多态的实战病毒,它可以用独特的加密算法产生几乎无限数量的不同形态的同一病毒。
1994年出现了多态病毒“幽灵”,该病毒每感染一次就产生不同的代码,给查杀带来很大难度。
此阶段,病毒的发展主要集中在病毒技术的提高上,病毒开始向多维化方向发展,对反病毒厂商也提出了新的课题。
4)英特网阶段
1995年到2000年,随着网络的普及,大量的病毒开始利用网络传播,蠕虫大规模传播,E-mail病毒肆虐,文件型病毒中宏病毒泛滥。
这一阶段的病毒,主要是利用网络来进行传播和破坏,同时也为更多的病毒爱好者提供了更大的学习空间和舞台。
5)迅速壮大的阶段
2000年以后,计算机病毒的更新和传播手段更加多样性,网络病毒的目的性也更强。
出现了木马,恶意软件等为了特定目的而存在的程序。
本阶段病毒的主要特点有:
技术综合利用,病毒变种速度大大加快,有些病毒程序一天甚至出现多次更新和变种;应对杀毒软件的能力增强,国内更出现了“AV终结者”、熊猫烧香等关闭杀毒软件,屏蔽病毒字样的目的性很强,并在被感染的计算机后台大量下载其他病毒木马的恶意程序和病毒。
“熊猫烧香”中毒症状比较戏剧,相比电脑上满屏的“可爱的”熊猫烧香图案,使很多人抓狂的还是病毒带来的电脑蓝屏、频繁重启、及系统硬盘数据文件破坏等危害。
根据趋势科技TrendLabs全球防病毒研发暨技术支持中心所做的2001年10大病毒统计(表1)。
我们发现:
蠕虫、特洛依木马型病毒占绝大部分,有些病毒已经不再专属一种病毒型态。
表1:
2001年10大病毒排行
序号
名称
类型
感染百分比
1
NIMDA.A尼姆达
黑客型
36.07
2
Code_Red红色代码
黑客型
14.18
3
SIRCAM.A思坎
特洛伊木马+蠕虫
10.09
4
MTX.A
特洛伊木马+蠕虫
6.92
5
KAKAWORM.A卡卡虫
脚本型+蠕虫
6.10
6
BADTRANS.B坏透了
蠕虫
5.72
7
FUNLOVE.4099欢爱
文件型
5.59
8
MAGISTR.B马吉斯
文件型+蠕虫
5.52
9
EXCEPTION.GEN东方美女
脚本型
5.38
10
TAM.A
脚本型
4.43
计算机病毒技术和反病毒技术的在矛盾的激化、竞争中都在发展,反病毒技术根据病毒的发展随时面临着新的洗牌。
5、计算机病毒的危害性
计算机资源的损失和破坏,不但会造成资源和财富的巨大浪费,而且有可能造成社会性的灾难。
1988年11月2日下午5时1分59秒,美国康奈尔大学的计算机科学系研究生,23岁的莫里斯(Morris)将其编写的蠕虫程序输入计算机网络,致使这个拥有数万台计算机的网络被堵塞。
这件事就像是计算机界的一次大地震,引起了巨大反响,震惊全世界,引起了人们对计算机病毒的恐慌,也使更多的计算机专家重视和致力于计算机病毒研究。
随着信息化社会的发展,计算机病毒的威胁日益严重,反病毒的任务也更加艰巨。
6、计算机病毒的命名
通常病毒命名格式是“前缀.病毒名.后缀”。
前缀是指一个病毒的种类,不同的种类的病毒,其前缀不相同,如我们常见的木马的前缀是Trojan,蠕虫的前缀是Worm。
病毒名是指一个病毒的家族特征,用来区别和标识病毒家族,如著名的CIH病毒的家族名都是统一的CIH,振荡波蠕虫病毒的家族名是Sasser。
后缀则指一个病毒的变种特征,是用来区别具体某个家族病毒的某个变种的。
一般都采用英文中的26个字母来表示。
如:
Worm.Sasser.b就是指振荡波蠕虫病毒的变种b。
如果病毒变种非常多,可以采用数字与字母混合表示变种标识。
7、计算机病毒的传播与防治
计算机病毒本质上是程序,只要符合程序执行条件,它就能在计算机世界广泛传播。
传播的途径主要有两大类。
通过存储介质:
软盘、光盘、U盘、硬盘等存储信息的介质,都有可能成为病毒寄居并传播的途径。
通过通讯介质:
现代信息技术的巨大进步已使空间距离不再遥远,“相隔天涯,如在咫尺”,计算机网络为生活提供便捷的同时,也为计算机病毒的传播提供了新的“高速公路”。
计算机病毒可以附着在正常文件中通过网络进入一个又一个系统。
在我们信息国际化的同时,我们的病毒也在国际化。
随着手机应用的广泛和功能的复杂化,手机病毒也成了一种新兴危害。
无线传输的蓝牙技术也成为了被利用的传播途径。
对普通计算机用户而言,不让病毒程序进入电脑是防病毒的第一步,也是最关键的一步。
一旦计算机上感染了病毒,解决的办法只有对症下药了。
所幸商业化的社会有为我们提供病毒防治服务的厂家,大多数用户可借助杀毒软件对系统进行安全维护。
对系统有深入认识的用户还可手动对系统进行处理,达到杀掉病毒的目的。
对计算机毕竟不同于对有生命大人,我们不能把人杀死重新来过,但可以对计算机进行格式化、重装系统等更强硬的处理手段。
现在我们还可以庆幸计算机病毒还没有产生生物学中所谓不可治愈的癌症,但未来发展如何或许很多也是我们无法想象的。
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