Computervirus

Zur Prävention gegen Viren sollten Anwender keine unbekannte Dateien oder Programme aus unsicherer Quelle ausführen und generell beim Öffnen von Dateien Vorsicht walten lassen. Das gilt insbesondere für Dateien, die per E-Mail empfangen wurden, sowohl von unbekannten als auch von bekannten Absendern, insbesondere, wenn die Nachricht ungewöhnlich oder nichtssagend erscheint. Bei heruntergeladener Software kann es ratsam sein, mehrere Tage mit der Benutzung zu warten und danach zu schauen, ob zwischenzeitlich ein Virus in der Software gefunden wurde. Bei bestehenden Dateien auf dem Computer kann auf das Datum der letzten Änderung geschaut werden. Verdächtig ist es, wenn eine ältere Datei ein ungewöhnlich neues Datum aufweist.[2]

Eine weitere starke Schutzmöglichkeit wäre es, die Konnektivität zwischen Computern einzuschränken. Würde man sicherstellen, dass ein Computer nur eigene Dateien verschicken darf, aber nicht solche Dateien, die seinerseits von anderen Computern empfangen wurden, würde dies die Verbreitung von Viren stark einschränkten. Allerdings ist eine solche Maßnahme in der Praxis nur schwer umzusetzen.[2]

Auch durch eine Limitierung der Möglichkeiten, empfangene Daten auszuführen, kann die Verbreitung eingeschränkt werden. Computer, die beispielsweise nur für eine bestimmte Aufgabe gebraucht werden, können so eingestellt werden, dass empfangene Daten nur interpretiert aber nicht ausgeführt werden.[2]

Betriebssystem und Anwendungen sollten regelmäßig aktualisiert werden und vom Hersteller bereitgestellte Service Packs und Patches/Hotfixes eingespielt werden. Dabei ist zu beachten, dass es einige Zeit dauern kann, bis Patches bereitgestellt werden.[3] Einige Betriebssysteme vereinfachen diese Prozedur, indem sie das automatische Herunterladen und Installieren von Aktualisierungen unterstützen. Manche unterstützen sogar das gezielte Herunterladen und Installieren nur derjenigen Aktualisierungen, die sicherheitskritische Probleme beheben. Dazu gibt es auch die Möglichkeit, die Service Packs und Hotfixes für Windows 2000 und Windows XP via „Offline-Update“ einzuspielen. Diese Offline-Updates sind besonders bei neuen PCs zu empfehlen, da andernfalls der PC bereits beim ersten Verbinden mit dem Internet infiziert werden könnte.

Die eingebauten Schutzfunktionen des Betriebssystems sollten ausgenutzt werden. Dazu zählt insbesondere, nicht als Administrator mit allen Rechten, sondern als Nutzer mit eingeschränkten Rechten zu arbeiten, da dieser keine Software systemweit installieren darf.

Das automatische Öffnen von Dateien aus dem Internet sowie das automatische Ausblenden von bekannten Dateianhängen sollte deaktiviert werden, um nicht versehentlich Dateien auszuführen, die man sonst als getarnten Schädling erkennen würde. Auch durch die Autostartfunktion für CD-ROMs und DVD-ROMs können Programme bereits beim Einlegen eines solchen Datenträgers ausgeführt und damit ein System infiziert werden.

Es existieren auch Computerviren für Nicht-Microsoft-Betriebssysteme wie Symbian, Linux, Mac OS und Betriebssysteme der BSD-Reihe. Da diese Viren jedoch kaum verbreitet sind, stellen sie für den Benutzer keine große Gefahr dar. Ein Grund dafür ist einerseits die geringere Verbreitung dieser Plattformen (deren Verbreitung lag Anfang 2009 bei ca. fünf Prozent),[4] sodass Virenentwickler diese Systeme in der Vergangenheit eher verschont haben und es andererseits für die Schadprogramme eine erhebliche Schwierigkeit bietet, weitere Infektionsopfer zu finden. Ein weiterer, technischer Grund ist die explizite Rechtetrennung vieler anderer Betriebssysteme. Bei quelloffenen Betriebssystemen kommt noch hinzu, dass es viele verschiedene Distributionen gibt, was wiederum eine Einschränkung für Viren darstellt.

Personal Firewalls zeigen gegen Viren keine Wirkung, da ihre Funktionalität auf die Arbeitsweise von Würmern zugeschnitten ist und Viren nicht beeinträchtigt.

Ein Online-Scanner erkennt ein Virus.

Antivirenprogramme schützen im Wesentlichen nur vor bekannten Viren. Daher ist es bei der Benutzung eines solchen Programms wichtig, regelmäßig die von den Herstellern bereitgestellten aktualisierten Virensignaturen einzuspielen. Viren der nächsten Generation (Tarnkappenviren) können von Antivirensoftware fast nicht mehr erkannt werden[5] (siehe auch Rootkit).

Mit Hilfe dieser Programme werden Festplatte und Arbeitsspeicher nach schädlichen Programmen durchsucht. Antivirenprogramme bieten meist zwei Betriebsmodi: einen manuellen, bei dem das Antivirenprogramm erst auf Aufforderung des Benutzers alle Dateien einmalig überprüft (on demand), und einen automatischen, bei dem alle Schreib- und Lesezugriffe auf die Festplatte und teilweise auch auf den Arbeitsspeicher überprüft werden (on access). Es gibt Antivirenprogramme, die mehrere für das Scannen nach Viren verantwortliche Programmmodule (engines) nutzen. Wenn diese unabhängig voneinander suchen, steigt die Erkennungswahrscheinlichkeit.

Antivirenprogramme bieten nie vollständigen Schutz, da die Erkennungsrate selbst bei bekannten Viren nicht bei 100 % liegt. Unbekannte Viren können von den meisten dieser Programme anhand ihres Verhaltens entdeckt werden („Heuristik“); diese Funktionen arbeiten jedoch sehr unzuverlässig. Auch entdecken Antivirenprogramme Viren oft erst nach der Infektion und können das Virus unter Umständen nicht im normalen Betrieb entfernen.

Besteht der berechtigte Verdacht einer Infektion, sollten nacheinander mehrere On-Demand-Programme eingesetzt werden. Dabei ist es sinnvoll, darauf zu achten, dass die Programme unterschiedliche Engines nutzen, damit die Erkennungsrate steigt. Es gibt Antivirenprogramme verschiedener Hersteller, welche die gleichen Scan-Methoden anwenden, also damit auch ein ähnliches Risiko haben, bestimmte Viren zu übersehen. Verschiedene On-Access-Antivirenprogramme („Wächter“, „Guard“, „Shield“ usw.) sollten nie gleichzeitig installiert werden, weil das zu Fehlfunktionen des PC führen kann: Da viele dieser On-Access-Scanner bereits beim Hochfahren des Betriebssystems nach Bootsektorviren suchen, werden sie quasi gleichzeitig gestartet und versuchen einen alleinigen und ersten Zugriff auf jede zu lesende Datei zu erlangen, was naturgemäß unmöglich ist und daher zu schweren Systemstörungen führen kann bzw. muss.

Werden mehrere On-Demand-Scanner installiert und – auch unabhängig, also nicht gleichzeitig – gestartet und ausgeführt, sind falsche Virenfunde häufig, bei denen das eine Programm die Virensignaturen des anderen auf der Festplatte oder im Arbeitsspeicher als Virus erkennt bzw. schon gesicherte Virendateien im sogenannten „Quarantäne-Ordner“ des anderen Programms findet. Auch ein On-Access-Scanner kann deshalb bei einem zusätzlich gestarteten On-Demand-Scanvorgang eines anderen Virensuchprogramms im Konkurrenzprodukt also fälschlich eine oder mehrere Viren finden.

Grundsätzlich sollte gelegentlich, aber regelmäßig der gesamte PC auf Viren untersucht werden, da – mit Hilfe neuer Virensignaturen – alte, früher nicht erkannte Virendateien entdeckt werden können und darüber hinaus auch die „Wächtermodule“ ein und desselben Herstellers manchmal anders suchen und erkennen als der zugehörige On-Demand-Scanner.

Live-Systeme wie Knoppix, die unabhängig vom installierten Betriebssystem von einer CD gestartet werden, bieten nahezu vollständigen Schutz, wenn keine Schreibgenehmigung für die Festplatten erteilt wird. Weil keine Veränderungen an Festplatten vorgenommen werden können, kann sich kein schädliches Programm auf der Festplatte einnisten. Speicherresidente Malware kann aber auch bei solchen Live-Systemen Schaden anrichten, indem diese Systeme als Zwischenwirt oder Infektionsherd für andere Computer dienen können. Malware, die direkt im Hauptspeicher residiert, wird erst bei einem Reboot unschädlich gemacht.

Bootviren zählen zu den ältesten Computerviren. Diese Viren waren bis 1995 eine sehr verbreitete Form von Viren. Ein Bootsektorvirus infiziert den Bootsektor von Disketten und Festplattenpartitionen oder den Master Boot Record (MBR) einer Festplatte.

Der Bootsektor ist der erste physische Teil einer Diskette oder einer Festplattenpartition. Festplatten haben außerdem einen sogenannten Master Boot Record. Dieser liegt wie der Bootsektor von Disketten ganz am Anfang des Datenträgers. Bootsektoren und MBR enthalten mit den Bootloadern die Software, die von einem Rechner direkt nach dessen Start ausgeführt wird, sobald die Firmware bzw. das BIOS den Rechner in einen definierten Startzustand gebracht hat. Üblicherweise laden Boot-Loader das installierte Betriebssystem und übergeben diesem die Kontrolle über den Computer.

Wie beschrieben sind Boot-Loader solche Programme, die vor dem Betriebssystem ausgeführt werden und deshalb für Viren sehr interessant: Bootviren können in das Betriebssystem, das nach ihnen geladen wird, eingreifen und dieses manipulieren oder komplett umgehen. Dadurch können sie sich beispielsweise auf Bootsektoren eingelegter Disketten verbreiten.

Lädt ein Rechner nicht den MBR der Festplatte, sondern den infizierten Bootsektor einer Diskette, versucht das enthaltene Bootvirus meist, sich in den MBR der Festplatte zu verbreiten, um bei jedem Start des Computers ohne Diskette aktiv werden zu können.

Bootviren haben jedoch mit den technischen Limitierungen, die mit dem Speicherort „Bootsektor“ oder vor allem „MBR“ einhergehen, zu kämpfen: Sie können maximal 444 Bytes groß sein, sofern sie nicht noch weitere Bestandteile auf anderen Bereichen der Festplatte verstecken. Der MBR ist nach Industrienorm ein Sektor, also 512 Byte groß, aber einige Bytes werden für die Hardware- und BIOS-Kompatibilität verbraucht. Außerdem müssen sie die Aufgaben des Boot-Loaders übernehmen, damit das System funktionsfähig bleibt, was von dem ohnehin schon sehr geringen Platz für die Virenlogik noch weiteren Platz wegnimmt. Da sie vor einem Betriebssystem aktiv werden, können sie außerdem nicht auf von einem Betriebssystem bereitgestellte Funktionen wie das Finden und Öffnen einer Datei zurückgreifen.

Seit 2005 gibt es auch Bootsektorviren für CD-ROMs. Diese infizieren bootfähige CD-ROM-Abbilddateien. Es ist technisch möglich, einen Bootsektorvirus für ein bootfähiges lokales Netzwerk oder für einen USB-Stick zu erstellen, dies ist aber bis jetzt noch nicht geschehen.

Heutzutage gibt es beinahe keine Bootsektorviren mehr, da BIOS und Betriebssysteme meistens einen gut funktionierenden Schutz vor ihnen haben. Zwar gibt es Bootsektorviren, die diesen Schutz umgehen können, doch ist ihre Verbreitung im Allgemeinen sehr langsam. Durch die technischen Probleme, die mit diesem Virentyp einhergehen, fordern sie vom Virenautor außerdem deutlich mehr Wissen und Programmierfertigkeiten als bei anderen Virenformen notwendig, während sie zugleich seine Möglichkeiten stark einschränken.

Teil der Infektionsroutine eines Windows-Dateivirus, das PE-Dateien infiziert; Assemblersprache.

Linkviren oder Dateiviren sind der am häufigsten anzutreffende Virentyp. Sie infizieren ausführbare Dateien oder Programmbibliotheken auf einem Betriebssystem.

Um eine ausführbare Datei zu infizieren, muss das Virus sich in diese Wirtsdatei einfügen (oft direkt am Ende, da dies am einfachsten ist). Außerdem modifiziert das Virus die Wirtsdatei so, dass das Virus beim Programmstart aufgerufen wird. Eine spezielle Form von Linkviren wählt eine andere Strategie und fügt sich in eine bestehende Programmfunktion ein.

Zu den verschiedenen Arten von Linkviren siehe Infektionsarten.

Makroviren benötigen Anwendungen, die Dokumente mit eingebetteten Makros verarbeiten. Sie befallen Makros in nicht-infizierten Dokumenten oder fügen entsprechende Makros ein, falls diese noch nicht vorhanden sind.

Makros werden von vielen Office-Dokument-Typen verwendet. Aber auch andere Dokumentdateien können Makros enthalten. Sie dienen normalerweise dazu, in den Dokumenten wiederkehrende Aufgaben zu automatisieren oder zu vereinfachen.

Häufig unterstützen Anwendungen mit solchen Dokumenten ein spezielles Makro, das automatisch nach dem Laden des Dokuments ausgeführt wird. Dies ist ein von Makroviren bevorzugter Ort für die Infektion, da er die höchste Aufrufwahrscheinlichkeit hat. Wie Linkviren versuchen auch Makroviren, noch nicht infizierte Dateien zu befallen.

Da die meisten Anwender sich nicht bewusst sind, dass beispielsweise ein Textdokument ausführbare Inhalte und damit ein Virus enthalten kann, gehen sie meist relativ sorglos mit solchen Dokumenten um. Sie werden sehr oft an andere Anwender verschickt oder auf öffentlichen Servern zum Herunterladen angeboten. Dadurch können sich Makroviren recht gut verbreiten. Um das Jahr 2000 herum stellten sie die größte Bedrohung dar, bis sie darin von den Computerwürmern abgelöst wurden.

Ein Schutz gegen Makroviren besteht darin, dafür zu sorgen, dass nur zertifizierte Makros von der Anwendung ausgeführt werden. Dies ist insbesondere für (größere) Unternehmen und Behörden von Interesse, wo eine zentrale Zertifizierungsstelle Makros zum allgemeinen Gebrauch vor deren Freigabe überprüft und akzeptierte Makros zertifiziert.

Es empfiehlt sich weiterhin, das automatische Ausführen von Makros in der entsprechenden Anwendung auszuschalten.

Teil des Source-Codes von Html.Lame, einem Skriptvirus, das HTML-Dateien infiziert.

Ein Skript ist ein Programm, welches nicht durch einen Compiler in Maschinensprache übersetzt wird, sondern durch einen Interpreter Schritt für Schritt ausgeführt wird. Ein Skript wird häufig auf Webservern verwendet (zum Beispiel in Form der Skriptsprache Perl oder PHP) sowie clientseitig durch in Webseiten eingebettete Skriptsprachen (zum Beispiel JavaScript).

Ein Skript wird gerne in Webseiten zusätzlich zu normalem HTML oder XML eingesetzt, um Funktionen zu realisieren, die sonst nur unter Zuhilfenahme ausführbarer Programme auf dem Server (CGI-Programme) realisierbar wären. Solche Funktionen sind zum Beispiel Gästebücher, Foren, dynamisch geladene Seiten oder Webmailer. Skriptsprachen sind meist vom Betriebssystem unabhängig. Um ein Skript auszuführen, wird ein passender Interpreter – ein Programm, das das Skript von einer für den Menschen lesbaren Programmiersprache in eine interne Repräsentation umsetzt und dann ausführt – benötigt. Wie alle anderen Viren auch sucht das Skriptvirus eine geeignete Wirtsdatei, die es infizieren kann.

Im Falle von HTML-Dateien fügt sich das Skriptvirus in einen speziellen Bereich, den Skriptbereich, einer HTML-Datei ein (oder erzeugt diesen). Die meisten Browser laden diesen Skriptbereich des HTML-Dokuments, um ihn schließlich auszuführen. Diese speziellen Skriptviren verhalten sich also fast genauso wie die oben beschriebenen Makroviren.

Unix-, macOS- und Linux-Systeme benutzen für die Automatisierung vieler Aufgaben Skripte, welche zum Beispiel für eine Unix-Shell wie Bash, in Perl oder in Python geschrieben wurden. Die Kommandozeileninterpreter aus MS-DOS und Windows können ebenfalls spezielle Skripte ausführen. Auch für diese Skriptsprachen gibt es Viren, die allerdings nur Laborcharakter haben und in der „freien Wildbahn“ so gut wie nicht anzutreffen sind. Sie können außerdem nicht, wie in HTML eingebettete Skriptviren, versehentlich eingefangen werden, sondern man muss – wie bei einem Linkvirus – erst ein verseuchtes Skript auf sein System kopieren und ausführen.

Nicht alle Computerviren fallen eindeutig in eine spezielle Kategorie. Es gibt auch Mischformen wie zum Beispiel Viren, die sowohl Dateien als auch Bootsektoren infizieren (Beispiel: Kernelviren) oder Makroviren, die auch Programmdateien infizieren können. Bei der Zusammensetzung ist beinahe jede Variation möglich.

Meldung der EICAR-Testdatei nach der Ausführung.

Die EICAR-Testdatei ist eine Datei, die benutzt wird, um Virenscanner zu testen. Sie ist kein Virus und enthält auch keinen „viralen“ Inhalt, sondern ist nur per Definition als Virus zu erkennen. Jeder Virenscanner sollte diese Datei erkennen. Sie kann deswegen benutzt werden, um auf einem System – das von keinem Virus infiziert wurde – zu testen, ob der Virenscanner korrekt arbeitet.

Companion-Viren infizieren nicht die ausführbaren Dateien selbst, sondern benennen die ursprüngliche Datei um und erstellen eine Datei mit dem ursprünglichen Namen, die nur das Virus enthält, oder sie erstellen eine Datei mit ähnlichem Namen, die vor der ursprünglichen Datei ausgeführt wird. Es handelt sich also nicht um ein Virus im eigentlichen Sinne, da kein Wirtsprogramm manipuliert wird.

Unter MS-DOS gibt es beispielsweise Companion-Viren, die zu einer ausführbaren EXE-Datei eine versteckte Datei gleichen Namens mit der Endung „.com“ erstellen, die dann nur das Virus enthält. Wird in der Kommandozeile von MS-DOS ein Programmname ohne Endung eingegeben, sucht das Betriebssystem zuerst nach Programmen mit der Endung „.com“ und danach erst nach Programmen mit der Endung „.exe“, so dass der Schädling vor dem eigentlichen Programm in der Suchreihenfolge erscheint und aufgerufen wird. Der Schädling führt, nachdem er sich meist im Arbeitsspeicher festgesetzt hat, das ursprüngliche Programm aus, so dass der Benutzer oft nichts von der Infektion bemerkt.

Überschreibende Computerviren sind die einfachste Form von Viren, wegen ihrer stark zerstörenden Wirkung aber am leichtesten zu entdecken. Wenn ein infiziertes Programm ausgeführt wird, sucht das Virus nach neuen infizierbaren Dateien und überschreibt entweder die ganze Datei oder nur einen Teil derselben (meist den Anfang) mit einer benötigten Länge. Die Wirtsdatei wird dabei irreparabel beschädigt und funktioniert nicht mehr oder nicht mehr korrekt, wodurch eine Infektion praktisch sofort auffällt.

Diese Art von Computerviren fügt sich am Anfang der Wirtsdatei ein. Beim Ausführen der Wirtsdatei wird zuerst das Virus aktiv, das sich weiterverbreitet oder seine Schadwirkung entfaltet. Danach stellt das Virus im Arbeitsspeicher den Originalzustand des Wirtsprogramms her und führt dieses aus. Außer einem kleinen Zeitverlust merkt der Benutzer nicht, dass ein Virus gerade aktiv wurde, da die Wirtsdatei vollkommen arbeitsfähig ist.

Ein Appender-Virus fügt sich an das Ende einer zu infizierenden Wirtsdatei an und manipuliert die Wirtsdatei derart, dass es vor dem Wirtsprogramm zur Ausführung kommt. Nachdem das Virus aktiv geworden ist, führt es das Wirtsprogramm aus, indem es an den ursprünglichen Programmeinstiegspunkt springt. Diese Virusform ist leichter zu schreiben als ein Prepender, da das Wirtsprogramm nur minimal verändert wird und es deshalb im Arbeitsspeicher nicht wiederhergestellt werden muss. Da Appender einfach zu implementieren sind, treten sie relativ häufig auf.

Der Fachbegriff „Entry Point Obscuring“ (kurz: EPO) heißt übersetzt „Verschleierung des Einsprungspunktes“. Viren, die diese Technik benutzen, suchen sich zur Infektion einen bestimmten Punkt in der Wirtsdatei, der nicht am Anfang oder am Ende liegt. Da dieser Punkt von Wirt zu Wirt variiert, sind Viren dieses Typs relativ schwierig zu entwickeln, da unter anderem eine Routine zum Suchen eines geeigneten Infektionspunktes benötigt wird. Der Vorteil für diesen Virentyp besteht darin, dass Virenscanner die gesamte Datei untersuchen müssten, um EPO-Viren zu finden – im Gegensatz zum Erkennen von Prepender- und Appender-Viren, bei denen der Virenscanner nur gezielt Dateianfang und -ende untersuchen muss. Sucht ein Virenscanner also auch nach EPO-Viren, benötigt er mehr Zeit – wird der Virenscanner so eingestellt, dass er Zeit spart, bleiben EPO-Viren meist unentdeckt.

Für das Entry Point Obscuring sucht sich das Virus einen speziellen Ort, wie etwa eine Programmfunktion, irgendwo in der Datei, um diese zu infizieren. Besonders lohnend ist zum Beispiel die Funktion zum Beenden des Programms, da sie meist ein leicht zu identifizierendes Erkennungsmuster hat und genau einmal aufgerufen wird. Würde das Virus eine zeitkritische Funktion oder eine sehr häufig aufgerufene Funktion infizieren, fiele es leichter auf. Das Risiko für EPO-Viren besteht darin, dass sie sich unter Umständen einen Punkt in einem Wirt aussuchen können, der nie oder nicht bei jeder Ausführung des Wirtes aufgerufen wird.

Speicherresidente Viren verbleiben auch nach Beendigung des Wirtprogramms im Speicher. Unter MS-DOS wurde eine Technik namens TSR (Terminate and Stay Resident) verwendet, in Betriebssystemen wie Windows, Unix oder Unix-ähnlichen Systemen (Linux, macOS) erzeugt das Virus einen neuen Prozess. Das Virus versucht in diesem Fall, dem Prozess einen unverdächtig wirkenden Prozessnamen zu geben oder seinen Prozess komplett zu verstecken. Gelegentlich versuchen diese Viren auch, Funktionen des Betriebssystems zu manipulieren oder auf sich umzuleiten, sofern das Betriebssystem dieses ermöglicht bzw. nicht verhindert.

Computerviren dieser Art ergreifen besondere Maßnahmen, um ihre Existenz zu verschleiern. So werden Systemaufrufe abgefangen, so dass zum Beispiel bei der Abfrage der Größe einer infizierten Datei die Größe vor der Infektion angegeben wird (manche Viren verändern die ursprüngliche Größe auch gar nicht, weil sie sich in unbenutzte Bereiche der Datei kopieren) oder auch beim Lesen der Datei die Daten der ursprünglichen Datei zurückgeben.

Teil eines polymorph verschlüsselten JavaScript-Virus.

Dieser Typ von Viren verschlüsselt sich selbst. Der Schlüssel kann dabei von Infektion zu Infektion variieren. Das soll Antivirenprogramme daran hindern, einfach nach einer bestimmten Zeichenfolge in Dateien suchen zu können. Die Routine zum Entschlüsseln muss aber naturgemäß in normaler Form vorliegen und kann von Antivirenprogrammen erkannt werden.

Diese Art von Viren ändern ihre Gestalt von Generation zu Generation, teilweise vollkommen. Das geschieht oft in Kombination mit Verschlüsselung – hierbei wird eine variable Verschlüsselung benutzt. Ein Teil des Virus muss jedoch in unverschlüsselter Form vorliegen, um bei der Ausführung den Rest zu entschlüsseln. Um auch diesen Teil variabel zu gestalten, wird die Entschlüsselungsroutine bei jeder Infektion neu erstellt. Die Routine, die die Entschlüsselungsroutine immer neu erstellt, befindet sich dabei selbst im verschlüsselten Teil des Virus und kann zum Beispiel voneinander unabhängige Befehle austauschen und Operationen mit verschiedenen Befehlssequenzen kodieren, so dass verschiedene Varianten entstehen.

Im Gegensatz zu polymorphen Viren, die nur die Gestalt des Codes (durch variable Verschlüsselung oder Permutation) ändern, wird bei Metamorphismus der Virus temporär in eine Metasprache umgeschrieben (daher der Name). Die Metasprache wird unter Anwendung von einem Obfuscator wieder kompiliert. Die formale Grammatik des Virus bleibt immer dieselbe.[6]

Diese Technik ist möglich, da die Assemblersprache für einen Befehl verschiedene Möglichkeiten bietet, diesen auszuführen. Zum Beispiel kann der Befehl mov eax, 0x0 in xor eax, eax oder sub eax, eax umgewandelt werden. Da eine Mutation eine Veränderung der Befehlsfolge des Virus ist (und nicht nur eine andere Darstellung der gleichen Befehlsfolge), sind metamorphe Viren schwerer zu erkennen als polymorphe.[7]

Beispiele sind Win32.ZMist, Win32.MetaPHOR oder Win32.SK. Obwohl diese Viren hochkomplex sind und vielen Antiviren-Herstellern Probleme bereitet haben,[8] sind sie vom theoretischen Standpunkt aus gesehen noch trivial.[9]

Retroviren zielen darauf ab, Virenschutzprogramme und Personal Firewalls zu deaktivieren. Da sie sich dadurch nicht nur selbst vor Entdeckung schützen, sondern auch anderen Schadprogrammen Tür und Tor öffnen, gelten sie als sehr gefährlich.

Computerviren sind vor allem gefürchtet, weil sie den Ruf haben, sämtliche Daten zu zerstören. Das ist aber nur in sehr wenigen Fällen richtig. Die meisten Computerviren versuchen hauptsächlich, sich selbst möglichst weit zu verbreiten und deswegen nicht aufzufallen.

Harmlose Auswirkungen

Eine Eigenschaft, die jedes Virus hat, ist das Stehlen von Rechnerzeit und -speicher. Da ein Virus sich selbst verbreitet, benutzt es die Leistung des Prozessors und der Festplatten. Viren sind aber im Normalfall so geschrieben, dass sie für das System keine spürbare Beeinträchtigung darstellen, so dass sie der Benutzer nicht erkennt. Bei der Größe aktueller Festplatten fällt auch der zusätzlich benötigte Festplattenplatz nicht mehr auf.

Ungewollte Schäden – Programmierfehler

Viele Computerviren enthalten Fehler, welche unter gewissen Umständen zu fatalen Folgen führen können. Diese Fehler sind zwar meistens unbeabsichtigt, können trotzdem Dateien durch eine falsche Infektion zerstören oder gar in Einzelfällen ganze Datenbestände vernichten.

Ein HTML-Virus gibt sich dem Opfer zu erkennen.

„Existenzbericht“ – Meldungen an den Benutzer

Manche Viren geben dem Benutzer ihre Existenz bekannt. Beispiele für Meldungen von Viren können zum Beispiel sein:

• Piepsen bzw. Musik
• Meldungsboxen oder plötzlich auftauchende Texte auf dem Bildschirm mit oft (für den Virusautor) amüsanten Nachrichten oder gar politischem Inhalt
• Manipulation des Bildschirminhaltes wie herunterfallende Buchstaben, Verzerrungen oder über den Bildschirm wandernde Objekte.

Die meisten dieser Existenzmeldungen sind harmlos und erfolgen oft nur zu bestimmten Uhrzeiten oder nur an bestimmten Tagen, um nicht zu schnell aufzufallen und so eine höhere Verbreitung zu erlangen. Es gibt auch „Viren“, die keine eigentliche Schadroutine enthalten, sondern lediglich derartige Meldungen. Dabei handelt es sich um sogenannte Joke-Programme. Beispiele hierfür sind etwa Eatscreen oder FakeBlueScreen.

Datenzerstörung

Durch das Infizieren von Dateien werden die darin enthaltenen Daten manipuliert und möglicherweise zerstört. Da jedoch die meisten Viren vor Entdeckung geschützt werden sollen, ist eine Rekonstruktion der Daten in vielen Fällen möglich.

Einige wenige Viren wurden speziell zur Zerstörung von Daten geschrieben. Das kann vom Löschen von einzelnen Dateien bis hin zum Formatieren ganzer Festplatten führen. Diese Art von Payload wird von den meisten Menschen unmittelbar in Verbindung mit allen Viren gebracht. Da der Speicher der „Lebensraum“ von Viren ist, zerstören sie sich mit diesen Aktionen oft selbst.

Hardwarezerstörung

Direkte Hardwarezerstörung durch Software und somit durch Computerviren ist nur in Einzelfällen möglich. Dazu müsste dem Virenautor bekannt sein, wie eine bestimmte Hardware so extrem oder fehlerhaft angesteuert werden kann, dass es zu einer Zerstörung kommt. Einige (z. T. eher theoretische) Beispiele für solche Möglichkeiten sind:

• Das Senden extremer Bildsignale an Bildschirme. Heute nicht mehr gebräuchliche Festfrequenzmonitore waren dafür anfällig, es gab Viren, die diese Angriffe auf solche Monitore tatsächlich durchgeführt haben. Heute ist eine Beschädigung durch fehlerhafte bzw. extreme Bildsignale so gut wie ausgeschlossen.
• Übertakten von Grafikkarten, die es erlauben, die Taktfrequenz der Bausteine per Software einzustellen. Bei einer zu hohen Übertaktung und nicht ausreichenden Kühlung können Bausteine überhitzen und beschädigt oder zerstört werden.
• Übertakten von Bausteinen auf der Hauptplatine, die dadurch selbst überhitzen oder andere Bauteile überlasten können (Widerstände, integrierte Bausteine).
• Unbenutzbarkeit von Festplatten durch bestimmte inoffizielle ATA-Kommandos.
• Reduzierung der Lüftergeschwindigkeit, um Überhitzung der Komponenten zu verursachen.

Da im heutigen PC-Bereich die Hardwarekomponentenauswahl sehr heterogen ist, gilt bisher die Meinung, dass es sich für Virenautoren nicht lohnt, solche Angriffe durchzuführen.

Firmwarezerstörung

Ein als Hardwareschaden missinterpretierter Schaden ist das Überschreiben des BIOS, das heute meist in Flash-Speichern gespeichert ist. Wird dieser Flash-Speicher böswillig überschrieben, kann der Rechner nicht mehr starten. Da der Rechner nicht mehr startet, wird oft fälschlicherweise ein Hardwareschaden angenommen. Der Flash-Speicher muss in diesem Fall ausgebaut und mit einem korrekten BIOS neu bespielt werden. Ist der Flash-Speicher fest eingelötet, ist das Ausbauen wirtschaftlich oft nicht rentabel und die gesamte Hauptplatine muss ausgetauscht werden.[10] Bei Hauptplatinen mit SPI- oder JTAG-Interface für den Flash-Speicher kann ein gelöschtes oder überschriebenes BIOS mittels geeigneter Programmiergeräte erneuert werden.

Damit ein klassischer reaktiver Virenscanner ein Virus identifizieren kann, benötigt er dessen Signatur. Ein Virus versucht ein System zu infizieren, und dies geschieht zum Beispiel bei einem Linkvirus durch das Anhängen an ein bestehendes Programm. Dabei muss es (abgesehen von überschreibenden Viren) zuerst prüfen, ob es dieses Programm bereits infiziert hat – sprich, es muss in der Lage sein, sich selbst zu erkennen. Würde es dies nicht machen, könnte es ein Programm theoretisch beliebig oft infizieren, was aufgrund der Dateigröße und der CPU-Belastung sehr schnell auffallen würde. Dieses Erkennungsmuster – die Signatur – kann unter gewissen Umständen auch von Virenscannern genutzt werden, um das Virus zu erkennen. Polymorphe Viren sind in der Lage, mit verschiedenen Signaturen zu arbeiten, die sich verändern können, jedoch stets einer Regel gehorchen. Daher ist es den Herstellern von Anti-Viren-Software relativ einfach und schnell möglich, ein neues Virus nach dessen Bekanntwerden zu identifizieren.

Viele Viren benutzen anstelle von polymorphen Signaturen sehr kleine Kennzeichnungen wie zum Beispiel ein ungenutztes Byte im Portable-Executable-Format. Ein Virenscanner kann dieses eine Byte nicht als Erkennungsmuster nutzen, da es zu viele falsch positive Treffer gäbe. Für ein Virus ist es jedoch kein Problem, wenn es unter ungünstigen Verhältnissen einige Dateien nicht infiziert.

John von Neumann veröffentlichte im Jahr 1949 seine Arbeit Theory and Organization of Complicated Automata. Darin stellt er die These auf, dass ein Computerprogramm sich selbst reproduzieren kann. Das war die erste Erwähnung von computervirenähnlicher Software. Im Jahr 1961 wurde die Theorie von Victor Vyssotsky, Robert Morris Sr. und Doug McIlroy, Forscher der Bell Labs, erfolgreich in ein Computerspiel mit dem Namen Darwin umgesetzt.[11] Zwei oder mehrere Spieler ließen Software-Organismen um die Kontrolle über das System kämpfen. Die Programme versuchten dabei, einander zu überschreiben. Spätere Versionen des Spiels wurden als Core Wars bekannt. Breite Bekanntheit erfuhr das Konzept Core Wars durch einen Artikel von Alexander K. Dewdney in der Kolumne Computer Recreations der Zeitschrift Scientific American.

1972 veröffentlichte Veith Risak den Artikel Selbstreproduzierende Automaten mit minimaler Informationsübertragung. Darin wird über ein zu Forschungszwecken geschriebenes Virus berichtet. Dieses enthielt alle wesentlichen Komponenten. Es wurde im Maschinencode des Rechners SIEMENS 4004/35 programmiert und lief einwandfrei. Der Science-Fiction-Autor David Gerrold hat 1972 in der Geschichte When Harlie Was One (in Teilen in GOD Machine u. a. vorveröffentlicht) über die G.O.D.-Maschine als Erster den Begriff „Computervirus“ erwähnt.[12]

1975 veröffentlichte der britische Autor John Brunner den Roman Der Schockwellenreiter, in dem er die Gefahr von Internetviren vorausahnt. Sein Kollege Thomas J. Ryan schilderte 1979 in The Adolescence of P-1, wie sich eine Künstliche Intelligenz virenähnlich über das nationale Computernetz ausbreitet.

Im Jahr 1980 verfasste Jürgen Kraus an der Universität Dortmund eine Diplomarbeit, in welcher der Vergleich angestellt wurde, dass sich bestimmte Programme ähnlich wie biologische Viren verhalten können.[13]

1982 wurde von dem 15-jährigen amerikanischen Schüler Rich Skrenta ein Computerprogramm geschrieben, das sich selbst über Disketten auf Apple-II-Systemen verbreitete. Das Programm hieß Elk Cloner und kann als das erste Bootsektorvirus bezeichnet werden.[14]

Die Grenze von Theorie und Praxis bei Computerviren verschwimmt jedoch, und selbst Experten streiten sich, was tatsächlich das erste war.

Professor Leonard M. Adleman verwendete 1984 im Gespräch mit Fred Cohen zum ersten Mal den Begriff „Computervirus“ als Fachbegriff.

Fred Cohen lieferte 1984 seine Doktorarbeit Computer Viruses – Theory and Experiments ab.[15] Darin wurde ein funktionierendes Virus für das Betriebssystem Unix vorgestellt. Dieses gilt heute als das erste Computervirus.

Im Januar 1986 wurde die erste Vireninfektion auf einem Großrechner an der FU Berlin entdeckt.

Zwei Software-Händler aus Pakistan verbreiteten im Jahr 1986 das erste Virus für das Betriebssystem MS-DOS, das Pakistani-, Ashar- oder auch Brain-Virus genannt wird. Diese Händler verkauften billige Schwarzkopien von Originalsoftware. Dies war möglich, da dort das Kopieren von Software nicht strafbar war. Jeder Softwarekopie legten sie das Virus bei, das den Zweck haben sollte, die Kunden an den Händler zu binden. Überraschenderweise verbreitete sich dieses Virus sogar bis in die Vereinigten Staaten. Das Programm war relativ harmlos, da es nur das Inhaltsverzeichnis der befallenen Disketten in Brain umbenannte.

Schließlich wurde 1987 das erste Virus für Macintosh-Rechner entdeckt. Apple lieferte daraufhin sein System gleich komplett mit einem Virensuchprogramm aus. Allerdings konnte es nur diese eine Virenfamilie finden und war für andere Virustypen sozusagen blind, das Programm war somit nur bedingt brauchbar.

Kurz darauf wurde in Deutschland zum ersten Mal das Cascade-Virus gefunden. Es war das erste Virus, das speicherresident wurde und in Dateien auch verschlüsselt auftrat. Aufgrund dieser Eigenschaften wird es zur zweiten Generation der Viren gerechnet.

Zu einem der ersten Viren gehört auch das Jerusalem- oder PLO-Virus. Es wurde auch unter dem Namen Freitag-der-13.-Virus bekannt, da es an einem solchen Tag alle COM- und EXE-Dateien löscht. An allen anderen Tagen verlangsamt es nach etwa 30 Minuten die Rechnergeschwindigkeit.

Nicht nur MS-DOS wurde von Viren angegriffen, sondern auch andere Systeme wie Macintosh, Amiga, Atari und Unix.

Im selben Jahr, 1987, erschien im Data-Becker-Verlag das erste Buch zum Thema Computerviren, Das große Computervirenbuch von Ralf Burger. Da Burger den Quellcode einiger Viren im Buch veröffentlichte, erschienen in den folgenden Monaten Dutzende Varianten der von ihm beschriebenen Viren in der Öffentlichkeit.

1988 erschien der erste Baukasten für Viren (Virus Construction Set). Damit war es auch Anfängern möglich, Viren nach Maß zu erstellen. Das Programm wurde für den Computer Atari ST geschrieben.

In diesen Jahren wurden die ersten Antivirenprogramme herausgebracht, vor allem, um große Unternehmen zu schützen. Im Jahr 1989 erschien mit V2Px dann das erste polymorphe Virus, das sich selbst immer wieder neu verschlüsseln konnte und nur sehr schwer zu entdecken war.

In diesen Jahren wurden Viren zunehmend komplexer konstruiert, um sich besser weiterverbreiten zu können und gegen die Entdeckung durch Antivirenprogramme geschützt zu sein. Am Anfang des Jahres 1991 verbreitet sich der erste polymorphe Virus, der Tequilavirus. Wenig später, 1992, veröffentlichte ein Virenschreiber namens Dark Avenger den ersten polymorphen Programmgenerator, MTE. Damit konnten sich auch einfachste Viren leicht vor einer Erkennung schützen. Einige der damaligen Hersteller von Antiviren-Software konnten dieses Problem nicht lösen und stoppten die Entwicklung ihres Programms.

1992 löste auch das Michelangelo-Virus eine enorme Medienhysterie aus. Mit ihm wurde die Existenz der Viren in der breiten Öffentlichkeit bekannt.

In Europa sind von 1993 bis 1996 zwei Versionen von Parity Boot die häufigsten Viren.

In diesen Jahren wurden immer wieder neue Techniken in Viren entdeckt, wie zum Beispiel die gleichzeitige Infektion von Dateien und Bootsektor, OBJ-Dateien oder Quellcode-Dateien. 1992 wurde mit Win16.Vir_1_4 das erste Computervirus für das Betriebssystem Windows 3.11 registriert. Dieses Proof-of-Concept-Virus wurde nie in „freier Wildbahn“ entdeckt.

Viren wie ACG und OneHalf markieren das Ende der MS-DOS-Viren. Bis heute zählen sie zu den komplexesten Viren überhaupt. Sie sind stark polymorph und enthalten auch Techniken wie Metamorphismus.

Ab 1995, mit dem Erscheinen von Windows 95 und dem ständigen Zuwachs an Benutzern, wurden auch Viren für dieses Betriebssystem (und dessen obligate Programme wie Microsoft Office) geschrieben. 1995 erschien das erste Makrovirus für Microsoft Word. Da Dokumente öfter als Programme getauscht wurden, wurden Makroviren ein sehr großes Problem für die Anwender. In den Jahren darauf erschienen die ersten Makroviren für Excel (1997), Powerpoint und Access (beide 1998) und Visio (2000). 1996 wurde das erste Virus Constructor Kit für Makroviren geschrieben, das es auch Personen ohne Programmierkenntnisse ermöglichte, Viren zu erstellen.

1996 erschien dann mit Boza das erste Virus für Windows 95. Damit wurde gezeigt, dass das neueste Microsoft-Betriebssystem für Viren doch nicht, wie vorher behauptet, unantastbar war.

Als der Kampf zwischen Antivirenherstellern und Virenautoren zugunsten der Antivirenhersteller gewonnen schien, wurden 1998 mit W32.HPS und W32.Marburg die ersten polymorphen Windows-32-Bit-Viren geschrieben. Kurze Zeit später entstand mit Regswap das erste metamorphe Virus für diese Betriebssysteme.

1998 und 1999 erschienen die ersten VBS- und JavaScript-Viren und als logische Konsequenz auch die ersten HTML-Viren. Diese Viren arbeiteten mit dem umstrittenen Zusatzprogramm „Windows Scripting Host“. Nun konnten auch Webseiten von Viren infiziert werden.

In dieser Zeit wurden einige andere, für den Benutzer ungefährliche Viren geschrieben, die dennoch interessant sind. Beispiele sind das OS2.AEP-Virus, das als erstes ausführbare Dateien des Betriebssystems OS/2 infizieren konnte, oder die ersten Viren für HLP-Dateien, für PHP-Dateien, für Java, für AutoCAD, für Bash, für Palm OS und für Flash.

Am Ende dieser Ära tauchten wieder (wie in der DOS-Ära) die komplexesten Viren auf, die es bis zu dieser Zeit gab. Beispiele sind Win32.MetaPHOR oder Win32.ZMist, die sehr stark metamorph sind und nicht von Antivirenprogrammen aller Hersteller vollständig entdeckt werden können. Diese Viren wurden von Mitgliedern der Virenschreibergruppe 29A geschrieben, die die Techniken Polymorphismus und Metamorphismus in den vorangegangenen Jahren signifikant weiterentwickelt haben.

Ungefähr ab 2002 traten Viren mehr und mehr in den Hintergrund und wurden durch Würmer ersetzt. Die Entwicklung von Viren geht trotzdem weiter und bezieht sich vor allem auf neue Nischen.

Im Jahr 2002 wurde das erste Virus geschrieben, das sowohl Win32-Anwendungen als auch ELF-Dateien (zum Beispiel Linux-Anwendungen) infizieren konnte. Dieses Virus kann als das Einläuten eines neuen Zeitalters der Viren gesehen werden.

Im Jahr 2004 brach dann endgültig eine neue Ära für Viren an: Das erste Virus für PocketPCs (mit dem Betriebssystem Windows CE) tauchte auf und zeigte, dass auch diese viel verwendeten Kommunikationsgeräte nicht verschont werden.

Einige Monate später wurde das Virus Win64.Rugrad entdeckt. Dieses Virus konnte die Anwendungen des neu erschienenen Windows XP 64-bit Edition infizieren und hat eine Vorreiterrolle in der Entwicklung neuer Viren.

Wieder einige Monate später, im Jahr 2005, wurde das erste Virus für Handys (mit dem Betriebssystem Symbian) geschrieben. Es kann, nachdem vorher schon Würmer für dieses Betriebssystem erschienen sind, auch Dateien infizieren.

Mitte 2005, kurz nach der Veröffentlichung der ersten Beta-Version des XP-Nachfolgers Windows Vista, wurde das erste Virus für die Microsoft Command Shell (Codename Monad) veröffentlicht. Zunächst wurde propagiert, dass es ein erstes Virus für das neue Windows gäbe. Jedoch ließ Microsoft nach Bekanntwerden der Viren verlautbaren, dass Monad doch nicht wie geplant in Vista enthalten sein werde. Somit wäre dies ein Virus für eine Betaversion mit extrem geringen Chancen auf Verbreitung.

Das erste wirkliche Computervirus für Windows Vista trat einige Monate später, im Oktober 2005, auf. MSIL.Idoneus nutzt das .NET Framework 2.0, um sich zu verbreiten.

In dieser Zeit wurden die ersten Viren für Ruby, MenuetOS, F#, CHM und Microsoft Office Infopath entdeckt, die aber weder jetzt noch in Zukunft eine Gefahr für Anwender sein werden, da diese Plattformen kaum verbreitet sind und sich die Viren daher kaum vermehren können.[16]