Антивирусный прогноз погоды: облачно

• Введение
• Дооблачная эра, или предпосылки для создания «облаков»
• Как работают антивирусные «облака»
• Преимущества и недостатки «облаков»
  • Преимущества
  • Недостатки
  • Спорные моменты
• «Облачный» подход: серебряная пуля или модный пиар?

Введение

В последнее время, просматривая ресурсы интернета или участвуя в различных обсуждениях, неизбежно встречаешь материалы и высказывания, связанные с использованием «облачных» технологий в антивирусной защите.

Мнений великое множество: начиная от обвинений производителей в откровенном пиаре при полном отсутствии пользы от антивирусных «облаков» до утверждений, что эти «облака» являются панацеей от всех бед. В обсуждениях принимают участие как пользователи, так и эксперты по безопасности, у которых также нет единства во взглядах.

Попытка разобраться в истинном положении дел и является целью данной публикации. В данной статье речь пойдет только о взаимодействии в реальном времени персональных антивирусных продуктов, установленных на компьютерах пользователей, с «облачной» инфраструктурой производителя антивируса. SaaS/hosted-сервисы в статье обсуждаться не будут.

Для упрощения инфраструктуру антивирусной компании, которая используется для обработки информации, полученной с компьютеров пользователей персонального продукта, и выявляет новые недетектируемые угрозы, мы назовем антивирусным «облаком». Предвидя возражения по поводу корректности применения термина «облако» к подобному взаимодействию, сошлемся на уже сложившуюся практику использования этого термина в таком контексте. Обсуждение справедливости применения подобного названия мы предлагаем оставить за рамками данной статьи.

В статье будет дан ответ на вопрос, что в действительности представляют собой антивирусные «облака», каковы их преимущества и недостатки. Публикация ориентирована в первую очередь на читателя, который пытается разобраться в том, что такое «облачная» антивирусная защита, понять общие принципы ее работы, и какое место она занимает в антивирусной защите пользователя.

Дооблачная эра, или предпосылки для создания «облаков»

В течение последних двадцати лет для антивирусной защиты пользователей использовались в основном сигнатурный и эвристический анализ объектов. Этого было вполне достаточно для эффективного противодействия вредоносному контенту, поскольку:

• новые вредоносные программы появлялись относительно нечасто, и даже немногочисленные вирусные лаборатории антивирусных компаний без труда успевали противостоять им;
• скорость реакции, которую обеспечивают обычные обновления, устанавливаемые антивирусным продуктом на компьютеры пользователей, вполне удовлетворяла требованиям времени и была достаточна для блокирования угроз.

Однако развитие в 2003-2004 годах массовых коммуникаций, быстрый рост количества пользователей интернета и приход в Сеть бизнеса создали привлекательные условия для киберкриминала. Если изначально вредоносные программы писались ради забавы или самоутверждения автора, то возможность монетизации виртуальной собственности пользователей, возможность завладеть их деньгами сделали свое дело — появился веский мотив для активного развития вредоносных программ, используемых для наживы.

Рост числа уникальных вредоносных файлов, перехваченных «Лабораторией Касперского»

Помимо роста числа новых вредоносных файлов, росло и число способов «отъема денег» у пользователей: киберкриминал создавал все более эффективные техники проведения атак.

 
Стадии развития вредоносных программ

Производители антивирусного ПО продолжили усовершенствование эвристических методов распознавания вредоносных программ и внедрение систем автоматизированного и/или автоматического детектирования. Последнее привело к ощутимому увеличению объема обновлений, который уже подошел к той границе, когда загрузка обновлений начинает вызывать заметные неудобства и недовольство пользователей.

Рост размера AV-обновлений в мегабайтах по годам с указанием прогноза на 2010 год

Противостояние «киберпреступники — антивирусные компании» усиливалось, и каждая из сторон занималась активным изучением инструментов и методов противника. В 2008-2009 годах постоянно увеличивающаяся скорость выпуска новых зловредов достигла того предела, когда обычной системы обновлений для противодействия им стало недостаточно. По данным исследования, проведенного во втором квартале 2010 года компанией NSS Labs, время, необходимое антивирусным компаниям для блокирования web-угроз, составляет от 4,62 до 92,48 часа. Дальнейшее принципиальное увеличение максимальной скорости реакции на угрозы с помощью обычных антивирусных обновлений невозможно, так как затраты времени на обнаружение зловредов, их последующий анализ и тестирование формируемых антивирусных обновлений уже сведены к минимуму.

 
Процесс защиты пользователя от момента появления угрозы до установки антивирусных обновлений

Казалось бы, скорость реакции могут увеличить эвристические методы детектирования, которые позволяют блокировать угрозы в момент их появления, не дожидаясь выхода антивирусных обновлений. Однако уровень детектирования эвристических методов составляет в среднем 50-70%, соответственно, 30-50% вновь появляющихся угроз эвристиками не детектируются.

Таким образом, основные вопросы, которые стоят перед антивирусной индустрией в последнее время, можно сформулировать следующим образом:

• Как сделать процессы защиты автоматическими, чтобы противодействовать лавинообразному потоку угроз?
• Как минимизировать размеры антивирусных баз, сохраняя при этом уровень защиты на высоком уровне?
• Как значительно увеличить скорость реакции на появляющиеся угрозы?

Эти вопросы последнее время заставляют разработчиков антивирусов уделять больше внимания развитию альтернативных методов выявления, детектирования и блокирования современных угроз. Одним из таких методов стали «антивирусные облака».

Как работают антивирусные «облака»

Как было сказано выше, в данной статье антивирусным «облаком» мы называем инфраструктуру антивирусной компании, которая используется для обработки информации, полученной с компьютеров пользователей персонального продукта, с целью выявления новых недетектируемых угроз, а также ряда других задач. При этом техника хранения и обработки данных от пользователя скрыта. Антивирус с компьютера пользователя просто отправляет «облаку» запрос, есть ли информация по данной программе/активности/ссылке/ресурсу. В ответ на запрос он получает ответ «да, есть» и имеющуюся информацию, либо «нет, информация отсутствует».

Для начала разберемся, чем отличается «облако» от системы антивирусных обновлений.

Варианты общения пользователей с АВ-инфраструктурой

Система обновлений предполагает, что вектор взаимодействия AV-компании и пользователя всегда направлен в одну сторону — к пользователю. Никакой обратной связи с пользователем нет, поэтому невозможно оперативно выявлять подозрительную активность, получать информацию о распространении угроз и источниках их распространения. Нередко такие данные антивирусные компании получали с задержкой, по дополнительным каналам информации.

При «облачном» подходе связь двусторонняя. Множество компьютеров, подключенных к «облаку» посредством центрального сервера, сообщают «облаку» об источниках заражения и обнаруженной подозрительной активности. После обработки полученной информации она становится доступной другим компьютерам, имеющим соединение с «облаком». Фактически посредством инфраструктуры антивирусной компании (не напрямую друг с другом!) пользователи в состоянии оперативно делиться между собой информацией о проводимых против них атаках и источниках таких атак. Таким образом получается единая распределенная интеллектуальная антивирусная сеть, которая работает как единое целое.

Ключевым отличием «облаков» от существующих антивирусных технологий является предмет детектирования. Если технологии предыдущего поколения (например, те же сигнатуры) работали с файловыми объектами, то антивирусные «облака» работают с метаданными. Что такое метаданные, поясним на примере. Допустим, есть файл — это объект. А метаданные — это данные об этом файле: уникальный идентификатор файла (хэш-функция), информация о том, каким образом он появился в системе, как себя вел и т.д. Выявление новых угроз в «облаках» осуществляется по метаданным, сами файлы при первичном анализе в «облако» не передаются. Такой подход позволяет практически в реальном времени собирать информацию от десятков миллионов добровольных участников распределенной антивирусной сети с целью выявления недетектируемых вредоносных программ. После обработки метаданных информация о только что появившемся вредоносном контенте транслируется всем участникам информационной сети.

Например, если пользователь антивируса дает согласие на участие в Kaspersky Security Network (KSN), продукт начинает отправлять на серверы «Лаборатории Касперского» два типа метаданных:

• информацию о заражениях, либо атаках на пользователя;
• информацию о подозрительной активности исполняемых файлов на компьютере пользователя.

Подчеркнем, что указанная информация передается только с согласия пользователя.

Экспертная система выявляет угрозы и проверяет качество принятых решений на ошибки, после чего ищет источники распространения угроз. Найденные источники также проходят автоматическую контрольную проверку — чтобы исключить ложные срабатывания. Полученная экспертной системой информация о только что появившихся угрозах и источниках их распространения оперативно становится доступной всем пользователям продукта.

Метаданные о заражениях используются для самообучения экспертной системы, вследствие чего она быстро реагирует на новейшие разработки злоумышленников и в автоматическом режиме выявляет активные угрозы на компьютерах пользователей. Используемая для самообучения информация о заражениях включает, в том числе, вердикты, полученные с помощью сигнатурного и эвристического детектирования. Подчеркнем, что максимальная эффективность защиты пользователей достигается при совместном использовании антивирусных «облаков» и уже наработанных технологий противодействия зловредам.

Собирая и обрабатывая данные о подозрительной активности от каждого участника сети, «облачная» защита представляет собой мощную экспертную систему, направленную на анализ киберкриминальной активности. Данные, необходимые для блокирования атаки, которой подвергся компьютер любого пользователя, передаются всем участникам «облачной» сети, что позволяет предотвращать последующие заражения.

Преимущества и недостатки «облаков»

Преимущества

• Скорость реакции. Это одно из основных преимуществ «облачной» защиты. Скорость выявления и блокирования угроз в значительной мере превосходит обычные антивирусные обновления. Если сигнатурное обновление требует нескольких часов, то «облачным» технологиям на выявление и детектирование новых угроз необходимы минуты.
  
  

   
  Процесс защиты пользователя «облачной» технологией

  Самым длительным этапом здесь является анализ полученных от пользователей метаданных с целью выявления неизвестных вредоносных программ, но даже он занимает всего несколько минут.

• Скрытая логика принятия решений. В силу того что анализ метаданных происходит на серверах антивирусной компании, алгоритмы выявления вредоносного контента оказываются недоступны злоумышленникам для исследования, в отличие от антивирусных обновлений. В силу этого эффективность работы системы принятия решений остается на высоком уровне в течение длительного времени. Это отличает «облачную» защиту от сигнатурного и эвристического детектирований, которые приходится постоянно поддерживать в актуальном состоянии. Это необходимо для сохранения высокого уровня детектирования, т.к. после выхода очередных обновлений вирусописатели проводят их анализ, а затем дорабатывают следующие версии своих программ, для детектирования которых потребуется выпуск нового обновления.
• Выявление не только новых недетектируемых угроз, но и источников их распространения. Подобный подход позволяет блокировать посещение пользователем ресурсов, с которых распространяется вредоносный контент. Учитывая, что источники угроз довольно часто обновляют распространяемые ими вредоносные программы, часть вредоносных программ может не детектироваться. Блокирование не только угрозы, но и самого источника распространения автоматически решает эту проблему
• Полнота выявляемых угроз. Собирая в реальном времени информацию от участников распределенной антивирусной сети со всего мира, экспертная система позволяет вести более полные базы угроз, чем базы для сигнатурного детектирования. «Облака» владеют полной информацией: когда и с использованием какой угрозы была проведена атака, каковы были ее масштабы.
• Минимизация ложных срабатываний. Даже от профессионалов можно услышать, что использование «облаков» увеличивает вероятность ложных срабатываний (т.е. ошибочное детектирование чистых файлов). Это абсолютно неверно. Как показывает практика, уровень ложных срабатываний при детектировании с помощью «облаков», как минимум в 100 раз ниже обычного сигнатурного детектирования. Это объясняется тем, что в ядро экспертной системы зашита многоуровневая проверка, направленная на предотвращение и оперативное выявление подобных ошибок. Более того, если ложное срабатывание и было допущено, то у «облачной» технологии гораздо выше скорость его обнаружения и исправления.
• Простота автоматизации процессов детектирования. Работа «облачной» системы по обнаружению еще неизвестных угроз легко поддается автоматизации, производительность превосходит сигнатурное и эвристическое детектирование.
• Использование «облачной» защиты позволяет минимизировать размеры скачиваемых пользователем AV-баз. Это обусловлено тем, что «облачные» базы не доставляются на компьютер пользователя. Однако стоит подчеркнуть, что доступ к «облачной» инфраструктуре зависит от постоянного наличия сетевого соединения с ней. Это, безусловно, относится и к обычным обновлениям, для загрузки которых нужна устойчивая связь. Но в отличие от «облаков», в случае успешного скачивания обычные обновления продолжают защищать пользователя в моменты отсутствия канала связи. С обрывом соединения «облачная» защита сразу же прекращается.

Недостатки

• Детектирование только по хэш-функции объекта. В первых версиях реализации «облачной» инфраструктуры действительно используется детектирование только по хэш-функциям (значение которых используется в качестве уникального идентификатора файла). Однако в настоящее время, понимая, что этого недостаточно, компании внедряют и другие подходы, которые позволяют по одной «облачной» сигнатуре выявлять целые семейства угроз (в том числе полиморфные). Фактически «облака» перестают быть реактивными, на смену приходит долгожданное проактивное детектирование.
• Проблема с трафиком на «узких» каналах (DialUp/GPRS/etc.). Опять же эта проблема присуща первым версиям «облаков». Внедрение адаптивных подходов по управлению трафиком успешно решают эту проблему.
• Работа только с исполняемыми файлами. Действительно, существующая технология направлена на выявление угроз только в исполняемых файлах. Однако уже достигнут успех в детектировании объектов других типов. Таким образом, этот недостаток в самое ближайшее время будет устранен.
• Ненадежность сети. Безусловно, это очень серьезный недостаток. Сама концепция «облаков» подразумевает, что взаимодействие с пользователем осуществляется посредством сетевых каналов. Следовательно, при отсутствии сетевого канала с «облачной» инфраструктурой будет отсутствовать защита. Но поскольку «облачная» защита не рассматривается как нечто обособленное от существующих технологий защиты, в моменты отсутствия связи безопасность обеспечивается сигнатурным методом — компьютер не останется совсем незащищенным.
• Отсутствие аутентификации и проверки корректности отправляемых источниками данных. Это тоже проблема первых версий «облачных» инфраструктур. Для ее решения достаточно проверять легальность источника данных.

Таким образом, единственным недостатком, устранить который на данный момент невозможно, является зависимость защиты пользователя от наличия стабильного канала связи. Так, в Kaspersky Security Network решение для всех остальных недостатков будет воплощено в следующей версии «облачной» защиты.

Спорные моменты

Существует еще одна категория проблем «облачной» защиты, которые часто обсуждаются в интернете и воспринимаются участниками обсуждений как ее недостатки, хотя на самом деле таковыми не являются. Мы хотим отметить эти проблемы и обосновать, почему их не стоит относить к недостаткам.

• Возможность получения пользователем ответа, созданного злоумышленником, якобы от лица AV-компании. Цифровая подпись отправляемых данных позволяет решить эту проблему.
• «Облака» не могут обеспечивать защиту пользователя при OnDemand-сканировании (сканировании объектов не в реальном времени, а по запросу пользователя) из-за большого числа обращений такого сканера к «облачному» серверу. «Облачная» защита может без проблем обнаруживать угрозы при OnDemand-сканировании. Однако дополнительно стоит ответить на вопрос: целесообразно ли использование OnDemand-сканирования для защиты от активных угроз? Как показывает практика, OnDemand-сканирование очень плохо помогает в борьбе с активными угрозами. Если включены OnAccess-системы защиты (выявление угроз в реальном времени при попытке обращения к зараженному объекту), то именно они защитят пользователя в первую очередь. Если OnDemand-сканирование что-то и найдет при активных OnAccess-системах, то лишь вредоносную программу в «спящем» состоянии, которая так или иначе все равно будет блокирована при запуске или при обращении к ней со стороны других приложений. То есть использование OnDemand-сканирования в «облачной» защите возможно, но вряд ли целесообразно с точки зрения эффективности защиты пользователя от активных угроз.

«Облачный» подход: серебряная пуля или модный пиар?

Мы рассмотрели предпосылки, которые привели к созданию антивирусных «облаков», кратко рассказали, как работает «облачная» защита, каковы ее достоинства и недостатки.

Какое же место занимают «облака» в антивирусной индустрии? Есть ли от них какой-либо выигрыш, или ничего радикально нового они не дают?

Безусловно, «облачный» подход не является серебряной пулей, которая уничтожит киберкриминал. Но «облачная» защита уже показала на практике громадные преимущества: высокая скорость выявления и блокирования новых угроз, блокирование не только угроз, но и источников их распространения. Это позволяет говорить о новом технологическом витке развития антивирусной индустрии. Более того, все эти преимущества достижимы при автоматической работе экспертной системы при низком уровне ложных срабатываний.

«Облака» — это не просто пиар, а эффективная технология защиты пользователей. И с развитием их мощь и роль в антивирусной индустрии будет только возрастать.

Но не стоит рассматривать антивирусные «облака» в качестве обособленной технологии защиты пользователя. Безусловно, «облака» могут работать полностью автономно без использования накопленного богатого опыта в выявлении угроз. Однако эффективность подобного подхода будет далека от идеала. Максимальная эффективность защиты достигается при одновременном использовании уже имеющихся наработанных технологий защиты вместе с «облачной» антивирусной системой. При таком объединении мы получаем лучшее от обоих подходов: «облачную» скорость реакции на неизвестные угрозы, высокий уровень детектирования, проактивность, низкий уровень ошибок и полноту выявляемых угроз.

Читатель может присылать свои вопросы по «облачной» теме на адрес Yury.Mashevsky (at) kaspersky (dot) com, ответы на которые я постараюсь дать в следующих публикациях.

Для языков отличных от русского и английского прошу указать адреса локальных офисов, которые смогли бы сделать предварительный перевод вопросов. Заранее спасибо.