殺毒軟件江湖：排斥與兼容的戰(zhàn)爭（上）

文/肖新光

需要指出的是，絕大多數(shù)情況下，反病毒產(chǎn)品之間的兼容性沖突問題，都是技術(shù)與協(xié)調(diào)的問題，有其工作機理上的必然性，并往往具有一定的不可避免性。

反病毒產(chǎn)品兼容沖突問題

反病毒產(chǎn)品從最開始的行命令掃描工具發(fā)展至今，已經(jīng)形成了帶有文件、注冊表、內(nèi)存等多種本地監(jiān)控機制；瀏覽器、郵件客戶端等多種保護環(huán)節(jié)；以及整合了主機防火墻、入侵檢測機制、主動防御機制的綜合型產(chǎn)品。而其核心價值早在上世紀末，就已經(jīng)從最開始的靜態(tài)的文件掃描檢測，變成實時化的主機防護。而實時化的防護推動了反病毒產(chǎn)品使用更多的服務(wù)、驅(qū)動等底層技術(shù)，運行于更接近系統(tǒng)內(nèi)核的位置，這也為反病毒產(chǎn)品產(chǎn)生相互兼容性問題打下了伏筆。

隨著操作系統(tǒng)的復雜化，威脅的不斷離散化等影響，反病毒的監(jiān)控保護點也日趨復雜，又加之反病毒廠商數(shù)量也在增加，而操作系統(tǒng)廠商并沒提供比較標準的技術(shù)規(guī)范，因此反病毒產(chǎn)品因互不兼容，發(fā)生共存沖突等問題越來越多，并間接影響了用戶對反病毒產(chǎn)品的信任。

目前己經(jīng)發(fā)現(xiàn)并被報道過的兼容性問題包括：

造成系統(tǒng)崩潰和其他嚴重故障：從2 0 0 0年以來，根據(jù)公開報道，已經(jīng)出現(xiàn)多起因反病毒產(chǎn)品之間相互沖突，而導致系統(tǒng)藍屏、死鎖等事件。

資源占用：反病毒掃描、監(jiān)控和其他防護機制，都會帶來系統(tǒng)資源的占用。如病毒庫的內(nèi)存展開對內(nèi)存的資源使用，文件監(jiān)控、定時掃描可能導致更多的I/O開銷、以及各種保護機制對C P U時間片的占用等等。這些對用戶操作有一定影響，如系統(tǒng)延遲、文件復制操作時間變長等等。而由于消息傳遞等機制，有可能在多種反病毒產(chǎn)品共存時，其對資源和時間的影響不是簡單的線性疊加，而是出現(xiàn)明顯的性能惡化。

失效：由于監(jiān)控機制之間的沖突，多種監(jiān)控機制共存時，有可能造成其中之一失效，或者部分機制雙雙失效的風險。上述后果，可以在兼容性測試中被復現(xiàn)。

相互誤報：由于廠商之間互信互通機制尚不夠通暢，以及少數(shù)惡意的“誤報構(gòu)造”攻擊的存在，廠商之間出現(xiàn)相互誤報的情況，也時常發(fā)現(xiàn)。由于被報警為病毒而嚴重地影響了用戶對產(chǎn)品的信心，因此，各廠商對被誤報的問題也均比較敏感。

但需要指出的是，絕大多數(shù)情況下，反病毒產(chǎn)品之間的兼容性沖突問題，都是技術(shù)與協(xié)調(diào)的問題，有其工作機理上的必然性，并往往具有一定的不可避免性。相關(guān)問題多數(shù)并不是由商業(yè)競爭引發(fā)的，商業(yè)競爭也不是反病毒產(chǎn)品兼容沖突問題的本質(zhì)。本文主要介紹當前反病毒產(chǎn)品沖突的主因，以澄清公眾誤解。

下文中涉及到安天實驗室和兄弟廠商產(chǎn)品所使用的技術(shù)點，均用于說明反病毒產(chǎn)品之間兼容性沖突的必然性，不是對實現(xiàn)水平進行評價。

主要沖突點詳細解析

實時監(jiān)控、主動防御等技術(shù)的發(fā)展是一柄雙刃劍，一方面隨著監(jiān)控點的增加能應(yīng)對新的安全威脅，另一方面也使反病毒產(chǎn)品的穩(wěn)定性遇到挑戰(zhàn)，測試難度普遍加大。反病毒產(chǎn)品自身的穩(wěn)定性壓力都在呈現(xiàn)幾何級數(shù)增長，相互之間的兼容則變得更加困難。以下從文件監(jiān)控、防火墻、瀏覽器防護、主動防御四個主要技術(shù)點，描述導致反病毒產(chǎn)品自身的穩(wěn)定性下降、與操作系統(tǒng)之間和相互之間出現(xiàn)嚴重沖突問題的成因。

文件監(jiān)控的潛在兼容性問題

文件監(jiān)控是反病毒廠商普遍采用的技術(shù)手段，其主要機理是對文件的創(chuàng)建、讀取、關(guān)閉等行為進行監(jiān)控觸發(fā)對文件病毒檢測，以阻斷病毒的執(zhí)行和部分相關(guān)行為。

文件監(jiān)控的實現(xiàn)方式主要有以下兩大類型：

1. A P I掛鉤。

根據(jù)鉤掛A P I的層次不同我們又可以分為 ：

(a) Ring3文件監(jiān)控。

多采用inline hook的方式修改文件操作相關(guān)函數(shù)的前幾個字節(jié)，跳轉(zhuǎn)到自己的函數(shù)，然后對將要操作的文件和緩沖區(qū)進行檢測。

由于實現(xiàn)跳轉(zhuǎn)的方式有多種，所以不同軟件的實現(xiàn)策略有所不同，很難保證多個軟件共存時前一軟件修改后不影響到后一個軟件，而且很可能導致相關(guān)進程崩潰。

由于此類技術(shù)也多被惡意軟件使用，一些安全軟件不會在執(zhí)行完自己的代碼后執(zhí)行修改前的自己，而是采用從原始文件中讀取、分析、執(zhí)行的方式，導致多個安全軟件同時監(jiān)控一個API時，只有一個生效。

出于性能考慮，不傳遞給原API處理而采用自己實現(xiàn)的代碼完成該A P I的相應(yīng)功能，那么也不會將相關(guān)信息傳遞給其他軟件。

部分軟件在執(zhí)行完自己的函數(shù)后會把修改后的字節(jié)還原，然后調(diào)用原系統(tǒng)A P I完成功能后再次修改、掛鉤。兩個使用此實現(xiàn)的軟件同時工作則可能造成互相調(diào)用導致死鎖，程序沒有響應(yīng)。

(b) Ring0文件監(jiān)控。與ring3的情況類似，但是后果更加嚴重。

由于inline hook不同實現(xiàn)造成的不兼容性很可能導致系統(tǒng)API無法正常工作，導致系統(tǒng)藍屏。

例如：安天客戶端產(chǎn)品（A n t i yGhostbusters４.0）早期版本采用大量inlinehook，后因與其他產(chǎn)品嚴重沖突放棄；360安全衛(wèi)士中inline hook有幾種不同實現(xiàn)方式共存的現(xiàn)象，并且與360安全瀏覽器有重合的監(jiān)控點；

掛鉤之間相互調(diào)用，會導致死鎖，系統(tǒng)死機；

采用替換S S D T的方式，則只有自己的掛鉤有效，其他軟件的掛鉤均無效。

例如：360安全衛(wèi)士等產(chǎn)品采用替換SSDT的方式，與其共存的安全軟件通過標準方法獲取的S S D T是無效的，導致其他安全軟件功能出現(xiàn)缺失；

V i s t a以后微軟對內(nèi)核進行保護，部分對內(nèi)核函數(shù)的修改會導致系統(tǒng)藍屏。

例如：多個產(chǎn)品在內(nèi)測和對外版本都出現(xiàn)過對關(guān)鍵內(nèi)核函數(shù)進行修改，但是并沒有仔細判斷版本，導致兼容性出現(xiàn)問題而使系統(tǒng)藍屏。

2. 文件過濾驅(qū)動

FileSystemFilterDrivers

FileSystemMinifilterDrivers

過濾驅(qū)動的本質(zhì)依然是掛鉤，但微軟為了方便廠商調(diào)用，對其進行了封裝，屬于官方的技術(shù)。此類技術(shù)本身已經(jīng)力求穩(wěn)定與兼容，多數(shù)都提供了一定的兼容性保障。微軟自己的安全產(chǎn)品在驅(qū)動層面也多使用類似的方式。

但是在安全產(chǎn)品的實際應(yīng)用中，多層監(jiān)控逐層傳遞會造成效率的降低，一些廠商在實現(xiàn)時會繞過后續(xù)的過濾驅(qū)動，直接將I R P請求發(fā)給下一層驅(qū)動完成相關(guān)的功能，如表1和表2。

防火墻的潛在兼容性問題

目前反病毒產(chǎn)品普遍使用單機防火墻技術(shù)來過濾出入數(shù)據(jù)，應(yīng)對來自網(wǎng)絡(luò)的威脅。

目前防火墻的實現(xiàn)方式包括：

在以WindowsXP為主的時期，多數(shù)防火墻選擇前三者中的某一種或者某兩種結(jié)合的方式。在實際應(yīng)用的過程中，同樣存在多個共存無法同時生效的現(xiàn)象。其原因有：

1.過濾時出于效率考慮，直接將允許通過的包交給下層驅(qū)動處理，而不是后續(xù)的防火墻驅(qū)動。

2.由于NDIS和IP Filter比TDI更接近底層，前兩者實現(xiàn)的防火墻會對TDI層造成影響。

3.X P自帶的IPFilter存在誰先設(shè)置誰先生效的問題。安天盾防火墻與金山防火墻某版本同時使用該方式，如果同時安裝在用戶的機器中，則出現(xiàn)誰先啟動誰先生效的現(xiàn)象。

表1

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表3 主流安全防護軟件監(jiān)控點

WFP和Winsock Kernel是自Vista之后引入的方式，兼容性相對而言更好，只要實現(xiàn)得當，一般沒有兼容性的問題。特別是WFP 針對防火墻和IDS 類軟件做了設(shè)計上的考慮，兼容性問題得到了較好的解決。這也說明，操作系統(tǒng)提供相對規(guī)范的接口是解決安全產(chǎn)品沖突的較好方式。

瀏覽器防護的潛在兼容性問題

瀏覽器防護多使用ring3 API HOOK。下面結(jié)合網(wǎng)頁防護類的主流產(chǎn)品分析其潛在的兼容性問題。

使用ring3 api hook實現(xiàn)的瀏覽器保護，不可避免的要遇到和文件監(jiān)控一樣的問題。在實際對抗中，網(wǎng)馬不斷發(fā)展升級，已經(jīng)開始將瀏覽器中的ring3hook摘除，為了對抗此類威脅，主流軟件多會采取不斷檢測自己的h o o k是否存在，發(fā)現(xiàn)不存在則重新將函數(shù)掛鉤。造成多款軟件爭搶一個API的現(xiàn)象，導致瀏覽器無響應(yīng)或者響應(yīng)緩慢。特別是與CreateProcesss相關(guān)的。

在瀏覽器防護軟件進行行為分析的時候，由于其他瀏覽器防護軟件的參與會對瀏覽器的行為造成一定影響，這些影響可能是對堆棧的影響（由于多了一層Hook，實際調(diào)用的堆棧可能會增加一層）。以某瀏覽器防護軟件為例，其堆棧檢測只會向上追溯5層，如果同時共存3個軟件，那么其想要檢測的那層調(diào)用，則會由原來的第5層變?yōu)榈?層，原來的檢測方式就失效了。

例如：360和金山網(wǎng)盾共存時，網(wǎng)馬在創(chuàng)建進程時3 6 0進行檢測。如果放行則會通過3 6 0的函數(shù)調(diào)用系統(tǒng)A P I，進而再次調(diào)用金山的進程創(chuàng)建檢測，此時金山追溯堆棧會發(fā)現(xiàn)是3 6 0的模塊調(diào)用，而不是J S腳本解釋引擎調(diào)用，予以放行。

即使不考慮對堆棧的影響，由于不同瀏覽器防火軟件都進行了攔截，對瀏覽器的行為也就產(chǎn)生了影響，造成相互的行為分析干擾，無法正確分析惡意行為，進而出現(xiàn)漏報或者誤報的現(xiàn)象。

例如：金山網(wǎng)盾在腳本解釋層根據(jù)特征檢出了惡意腳本，構(gòu)筑在其上層的其他防護的行為分析就無法發(fā)現(xiàn)該惡意腳本的行為。

再例如：3 6 0網(wǎng)盾會不斷檢測監(jiān)控點是否存在，而檢測的機制是基于二進制比較的，如果發(fā)現(xiàn)其他軟件進行了H O O K，則用自己的進行替換，導致其他軟件失效。

(本文作者系武漢大學客座教授)