Иметь надежную защиту от вирусов без установки специальных программ, их постоянного обновления, скачивания антивирусных баз и патчей — об этом только и мечтают пользователи, уставшие от борьбы со зловредными бациллами, разрушающими биты и байты компьютеров, уничтожая ценную информацию. Первый шаг в этом направлении был сделан в то время, когда появился Service Pack 2 для Windows XP с модулем, названным Data Execution Prevention. Суть этой технологии состоит в аппаратном обеспечении антивирусной защиты, которая заключается в перехватывании зловредного кода и сведении к минимуму опасности умышленного переполнения буфера (Buffer Overflow).

NX-флаг: антивирусный барьер внутри чипа

Разработанный корпорацией Microsoft для ОС Windows XP модуль предотвращения выполнения данных (Data Execution Prevention) эффективно работает лишь при наличии 64-битного процессора. Он имеет флаг под названием No Execute (NX) — один бит в процессорном регистре, который обозначает, что находящимся в отдельных зонах памяти данным исполняться запрещено. Однако очень немногие из владельцев процессоров Athlon 64 производства AMD могли извлечь какую-то выгоду из новой архитектуры: NX-функцию до настоящего времени поддерживали только некоторые версии ОС Linux и BSD. Теперь и Intel представила свою 64битную версию центрального процессора – Pentium 4F. Первая пикантная подробность: в интеловском чипе тоже функционирует технология «конкурирующей фирмы» AMD, только в Intel ее переименовали из NX в XD (eXecute Disable). Вторая, не менее пикантная, деталь: почти одновременно с появлением 64-битного процессора Pentium 4F (но целый год спустя после выхода в свет Athlon 64!) корпорация Microsoft наконец-то выдала Service Pack 2 с интегрированным модулем Data Execution Prevention. Только теперь операционная система Windows XP делает полезным существование NX- или XD-флага.

"Узкое место" - буфер данных

Новая технология устраняет главный недостаток системы управления памятью процессоров, которые имеют архитектуру, предложенную математиком Джоном фон Нойманном. Он в далеком 1946 году придумал концепцию, которая предусматривает общую память для данных и исполняемого программного кода. Это явилось предпосылкой для работы «умных» программ, которые могли бы самостоятельно записываться и перезаписываться. И хотя практического применения эти программы не получили, концепция организации памяти в основных чертах сохранилась и по сей день. Справедливости ради заметим, что x86-архитектура имела механизм защиты, который должен предотвращать самопроизвольное исполнение программного кода из области данных. Однако в скором времени из операционных систем была убрана поддержка этой защиты. Причина проста: программировать намного легче, когда областям данных не приходится постоянно указывать атрибуты «защищено» или «не защищено». Кроме того, в течение всего этого времени отсутствовала потребность в серьезной защите. Она появилась только в последние годы: вирусы и черви, заразив миллионы компьютеров, причинили ущерб, исчисляемый миллиардами долларов. Описанная концепция работы памяти – это прямое приглашение для хакеров и вирусописателей. Многие из широко распространенных вирусов и червей, таких как Sasser и Blaster, используют для атак дыры в программном обеспечении, чтобы спровоцировать переполнение буфера. Во время этой атаки нормальное содержимое стека заменяется адресом возврата, который указывает на вредоносный код. Этот код – он чаще всего располагается в этом же сегменте памяти – автоматически исполняется, что приводит к коллапсу компьютера.

Чип с антивирусной "прививкой": процессор AMD Athlon 64 имеет флаг No Execute

Никакого кода в памяти

Как раз это и предотвращает функция под названием No Execute. Конечно, злоумышленник может, как и прежде, внедрять код в память стека, однако как только этот код начнет исполняться, программа аварийно завершится, выдав сообщение об ошибке, и система не пострадает. В 64-битных версиях ОС Windows XP автоматически будет активирована функция Execution Protection после инсталляции Windows XP Service Pack 2, и отключить ее пользователь не сможет. Это будет выглядеть несколько иначе, когда ОС работает в 32-битном режиме. В этом случае активируется расширение Physical Address Extension (PAE), которое эмулирует расширение адресации до тех же 64 бит, в которых присутствует NX-бит. Microsoft сама указывает на то, что многие драйверы устройств имеют проблемы с используемой в серверных окружениях Physical Address Extension. Они просто могут не запускаться в 64-битном режиме. Если обновление драйвера не помогает, пользователю ничего не остается, как отключить Execution Prevention для неработающего приложения.

Потребность в антивирусе не исчезает