計算機類實驗室病毒防治及軟件維護綜合方案研究

摘要：通過對計算機病毒的分析，結合實驗室常規反病毒措施以及日常維護方法，提出了實驗室病毒防治與軟件系統快速維護的解決方案。該方案對計算機類實驗室的系統維護及病毒防范具有一定的實用價值。

關鍵詞：計算機病毒，病毒防治，系統維護，計算機實驗室

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)15-20000-00

The Integrated Scheme Studies of Virus Prevention and Software Maintenance in Computer Lab

BO Tao，DING Lei

(School of Information Engineering，Tianjin University of Commerce，Tianjing 300134，China)

Abstract: Through analyzing the characteristic of virus，combining with the normal virus protection measure and routine maintenance method in computer lab， this paper puts virus prevention and cure and faster system maintenance in computer lab. The integrated scheme has some practical value on virus preventions and system maintenance in computer lab.

Key words:computer virus;virus prevention and cure;system maintenance;computer lab

1 計算機病毒的簡介

隨著世界上第一臺電子計算機的問世，計算機之父馮.諾依曼在《復雜自動機組織論》中便首先提出了計算機病毒的基本概念，即“一種能夠實際復制自身的自動機”[1]。當時，絕大部份的電腦專家都無法想象這種會自我繁殖的程序是可能的，只有貝爾實驗室三位年輕的程序員受到了啟發。他們發明了一種“磁心大戰”的游戲，玩這個游戲的兩個人編制許多能自身復制并可保存在磁心存儲器中的程序，然后發出信號，雙方的程序在指令控制下就會竭力去消滅對方的程序，在預定時間內，誰的程序繁殖得多，誰就得勝。由于這種程序與生物醫學上的“病毒”同樣具有傳染和破壞的特性，所以后來就把這種具有自我復制和破壞機理的程序稱為計算機病毒。

1.1計算機病毒基本特性

(1)傳播性：計算機病毒進入計算機并得以執行后，會搜尋符合其傳染條件的程序或存儲介質并將自身代碼插入其中，達到自我繁殖的目的。

(2)隱蔽性：表現為兩個方面：一是傳播的隱蔽性，大多數病毒在進行傳播時速度極快，不易被發現；二是存在的隱蔽性，一般的病毒程序都夾在正常程序中，很難被發現，一旦病毒發作，往往已經給計算機系統造成了不同程度的破壞。

(3)破壞性：計算機病毒都是一種可執行程序，對系統來講都存在一個共同的危害，即降低計算機系統的工作效率，占用系統資源。其破壞程度取決于入侵系統的病毒程序。

(4)觸發性：病毒具有預定的觸發條件，這些條件可能是時間、日期、文件類型或某些特定數據等。當條件滿足則啟動感染或破壞動作，使病毒進行感染或攻擊[2]。

隨著網絡時代的來臨，計算機病毒具有更多新特性，比如傳播速度更快，破壞程度更大、變種更多，隱蔽性更強等。

2 實驗室常規反病毒措施

計算機類實驗室除了要承擔學生的課程實驗外，還會承擔計算機等級考試、畢業設計以及各種社團培訓等任務。由于上機學生自帶的軟盤、U盤來源廣、數量多，為病毒的傳播埋下了隱患，再加上計算機間的互聯、Internet的開通，使病毒的迅速傳播成為可能。為了保證實驗室教學工作的正常運行，必須使用一定的技術手段對計算機病毒進行有效的防治。

2.1 反病毒軟件

目前市面上的反病毒軟件種類繁多，比如金山毒霸、瑞星、卡巴斯基、諾頓等。一般來說，反病毒軟件分為單機版和網絡版兩種類型。單機版的反病毒軟件只能安裝在一臺機器上使用且只能單機享受殺毒引擎和病毒庫的升級，如果多臺計算機同時安裝了同一單機版的反病毒軟件，不但每臺計算機都要獨立進行升級，還會被認定為對該反病毒軟件的非法傳播。網絡版的反病毒軟件則可以安裝在同一網絡環境中的多臺計算機上，具體來說就是把該軟件的Server端安裝在一個服務器上，其它計算機只安裝客戶端即可，當服務器升級了殺毒引擎和病毒庫后，其它計算機將同步進行升級。

目前來看，反病毒軟件只能對已發現的病毒進行查殺，病毒特征庫需要經常補充升級，從反病毒軟件公司發現該病毒到升級終端病毒庫存在一段時間間隔，所以造成反病毒查殺毒功能滯后于病毒的產生和傳播。如果不能對終端計算機進行反病毒軟件版本及時更新，那么反病毒軟件對這些新病毒可以說是行同虛設，幾乎不能起到什么保護作用。

安裝并升級反病毒軟件到最新版本不但可以將計算機中已存在的病毒清除出系統，還能通過實時監控功能，將試圖侵入計算機的病毒在第一時間進行查殺，繼而保障計算機感染、傳播病毒的幾率降到最低。

2.2 系統漏洞修補

系統漏洞是指在硬件、軟件、協議的具體實現或系統安全策略上存在的缺陷，這些缺陷可以使攻擊者能夠在未授權的情況下訪問或破壞系統，比如說安裝木馬程序、惡意軟件等。系統漏洞補丁則是針對這些缺陷對相關系統（操作系統、應用系統）予以修復的。因此及時安裝系統漏洞補丁對保障系統的安全是非常重要的。

對單臺計算機來說，可以采用登錄操作系統所屬公司的官方網站來進行主動修復；或者使用操作系統自帶的自動更新程序進行被動修復；另外，還可以用一些反病毒軟件里包含的漏洞掃描工具來進行漏洞的修補。

對于網絡中的計算機來說，可以建立一個漏洞補丁服務器，通過服務器對網絡中所有計算機發布補丁程序，實現系統漏洞的修補。

2.3 系統分區保護

系統分區保護可以通過硬件和軟件兩種方式來實現，一般來說，對在網絡中的計算機主要使用硬盤保護卡等硬件措施來保護。硬盤保護卡也叫還原卡，它主要的功能就是對硬盤上的部分或全部分區進行防寫入保護，任何對被保護部分的寫操作都視為無效操作。

硬盤保護卡的原理：保護卡在系統啟動的時候首先用它自己的程序接管對硬盤進行讀寫操作的一個INT13中斷地址，并且將文件分配表、硬盤主引導區、CMOS信息、中斷向量表等信息都保存到保護卡內的臨時儲存單元中。此外還將文件分配表進行備份并保存到臨時存儲單元中，用來應付對硬盤內數據的修改。這樣，每當我們向硬盤寫入數據時，雖然還是完成了寫入到硬盤的操作，其實并沒有真正修改硬盤中的文件分配表，而是寫到了備份的文件分配表中。當我們向硬盤讀取數據時，保護卡的監控程序首先判斷讀取的內容是否在啟動后進行過修改，如果修改過，則從備份的文件分配表中讀取，否則就從原文件分配表中讀取[3]。

硬盤保護卡可以保護硬盤數據免于受到上機學生誤操作而造成的破壞，又可以有效的防止計算機病毒對硬盤的侵害。硬盤保護卡在實驗室中大量安裝后，在一臺計算機上安裝的信息可以通過網絡拷貝的方式復制到其他安裝有相同型號硬盤保護卡及硬盤型號一致的計算機上，實現信息的快速同步，極大的減少了管理人員的維護工作量。這種病毒防范及系統維護模式在學校實驗室設備系統維護管理中占有很大比重。

3 實驗室反病毒及系統維護措施分析

實驗室在病毒防治上大都采用硬盤保護卡方式，輔以安裝系統漏洞補丁及反病毒軟件定期更新相結合的方式，有效地提高了計算機的安全性和可靠性，同時也大大提高的實驗室維護的效率。但幾種措施結合在一起使用時，也會帶來新的問題---硬盤保護功能與反病毒軟件實時更新間的矛盾。

當在計算機上安裝硬盤保護卡以后，一般將硬盤分為C、D兩個分區，C區為系統分區，安裝有操作系統以及實驗用到的軟件，設置為保護。D區為共享分區，用于保存學生的實驗數據及個人文檔，設置為不保護。如表1：

從表中我們可以看出，反病毒軟件及操作系統所在的C區是被硬盤保護卡所保護的，并不能進行實時更新，這樣將使系統漏洞無法得到及時修補、反病毒軟件無法獲得最新的病毒庫信息，而最終會導致沒有被硬盤保護卡保護的D區很容易受到最新病毒或木馬程序的攻擊。如果D區上存在病毒或者木馬，雖然他們不會影響到C區的系統文件，但是病毒會侵入到內存中，大量占用系統資源，降低計算機的工作效率，也一樣影響正常的教學工作。更為嚴重的是這類經過軟硬件結合保護、C區無毒的計算機卻成了病毒傳播的毒源。

如果對于單臺計算機來說，我們可以通過每天先取消硬盤的保護狀態，再升級反病毒軟件，安裝最新的系統漏洞補丁，最后再對硬盤開啟保護狀態這樣一個流程來解決兩者間的矛盾。但是實驗室中的計算機數量眾多，如果對每臺計算機都進行一遍上面的流程，會是一個非常巨大的維護量，不僅造成大量的時間浪費，還會影響計算機的使用率。因此我們必須找到行之有效的辦法，合理解決兩者間的矛盾。

4 病毒防治及軟件系統快速維護的綜合方法

首先來分析一下反病毒軟件的設置，既然硬盤保護卡要對操作系統及常用軟件進行保護，而反病毒軟件又要實時更新，那么把反病毒軟件安裝到一個新的分區，稱為反病毒軟件分區，分區里分配的空間不需要很大，也不需要硬盤保護卡對其進行保護。這樣反病毒軟件的實時更新問題得到了解決。但是另一個問題隨之而來，反病毒分區并未被保護，它的安全性沒有保障。

目前大多數的實驗室安裝的都是WIN2000和XP系統，而這兩個系統中的文件系統都可以設置為NTFS（新技術文件系統）分區，其最大的改進就是容錯性和安全性。以XP系統為例，在NTFS文件系統里的每個文件和目錄， 創建人被指定為文件的擁有者， 擁有者控制文件和目錄權限的設置，并能賦予其他用戶訪問權限。NTFS 規定了如下權限: 只有用戶在被賦予訪問權限或屬于擁有這種權限的組， 才能對文件進行訪問。由于可單獨對文件或目錄設置訪問權限， 因此提高了更高級別的安全機制。該訪問權限同時作用于本地登錄用戶和通過網絡訪問的用戶[4]。

所以，采用文件系統權限分配功能就可以解決反病毒分區內容的安全問題。具體操作可根據NTFS規定的權限來進行設置：首先建立一個新管理員用戶，將其隸屬于管理員組。然后以Administrator帳戶登錄，將反病毒軟件分區里的所有可訪問用戶去掉，只留下Administrator 和新管理員帳戶。Administrator將擁有對反病毒軟件分區里的文件和目錄完全控制的權限，而新管理員用戶將只擁有讀取及運行、列出文件夾目錄、讀取三種權限。最后用Administrator 登錄系統， 將反病毒軟件安裝在新分區。通過這樣的設置，可以使反病毒軟件分區在沒有硬盤保護卡保護的狀態下安全操作，不會被沒有訪問權限的學生用戶所修改。

通過上面的設置使我們在日常維護中，可以先在一臺計算機上以新管理員用戶登錄系統，對反病毒軟件進行實時升級，然后以該計算機為母機，通過網絡復制的方式，只將反病毒軟件分區的信息拷貝到實驗室其他計算機上。由于反病毒軟件分區所用空間很小，通過網絡拷貝的用時將會非常短，從而實現了實驗室軟件系統的快速維護。同時，反病毒軟件的實時更新，也能使計算機對最新的病毒種類進行更好的查殺，提高了實驗室病毒的防治能力。

但還有一點不足之處，就是系統漏洞隨機實時修復和硬盤保護間還存在一定的問題，這也是我們將來需要努力的方向。

5 總結

使用以上綜合方法，不但可以解決硬盤保護功能與反病毒軟件實時更新間的矛盾，也解決了實驗室病毒防治與設備維護工作之間的矛盾。然而計算機病毒防治是一個世界性的難題，自從計算機病毒誕生以來，反病毒技術和病毒技術之間的較量一直在延續。就目前來看，反病毒技術相對滯后于病毒制造技術，因此我們不僅要在反病毒技術上有更大的突破，還要從思想上樹立一種防范意識，以防、殺結合的方式面對計算機安全的挑戰。尤其需要認識到運行的計算機系統的內存中沒有病毒和木馬才是干凈的系統，否則，即使被保護的硬盤中無毒，也依然會成為病毒及木馬的傳播源。

參考文獻：

[1]彭曦.高校實驗室計算機病毒的防范與解決方法的探討[J].職業圈，2007，(3):186-187.

[2]王彩榮.計算機病毒特性分析及防范措施[J].沈陽師范大學學報，1998，(3):17-19.

[3]郁諾.硬盤保護卡工作原理分析[J].大眾科技，2006，(7).

[4]符興華，何云強.公共機房中病毒的整體防護技術[J].重慶科技學院學報，2007，(3):72-75.

收稿日期：2008-02-09

作者簡介：薄濤（1979-），助理實驗師，研究方向：計算機網絡，信息安全 ；丁雷（1970-），副教授，研究方向：管理信息系統，計算機網絡，信息安全。