❶ 病毒的利弊
生物病毒與計算機病毒及其免疫方法
生方 林 熊 忠(浙江大學物系杭州310027)
摘要 主要敘述了生物病毒和計算機病毒的致病機理、特徵和對其進行防疫的一般方法。並且通過比較,利用現代生物技術和計算機技術之間相互借借鑒的思想,從而提出用防生物病毒的方法來防計算機病毒及相互影響的一些基本思路。還包括對這兩個科學領域未來發展的一些看法。
關鍵詞 生物病毒 計算機病毒 免疫
隨著科學技術的發展,計算機技術和生物技術之間有了越來越多的相通之處。計算機神經網路的組成設計與生物的神經網路之間的相似,計算機的遺傳演算法和生物遺傳的特點的相似和生物病毒與計算機病毒之間的相似,都充分體現了這點。本文旨在討論生物病毒和計算機病毒之間的一些問題。
狹義的生物病毒是1種獨特的傳染因子,它是能夠利用宿主細胞的營養物質來自主地復制自身的DNA或RNA、蛋白質等生命組成物質的微小生命體。而廣義的病毒復雜得多,包括擬病毒、類病毒和病毒粒子(virion),其中擬病毒和類病毒僅是1條簡單的ssRNA鏈,virion是種類似酶的蛋白分子。因此生物病毒很難有1個確定的、明確的定義。同理,給計算機病毒下定義也較困難。狹義的定義只是指一些能夠精確地復制自身,或者發生變異後產生下一代的一些程序片段。而廣義的計算機病毒指一切具有破壞計算機系統、資源和干擾計算機正常運行的程序代碼,包括蠕蟲。兩者是不同領域的兩個概念,其物質基礎也完全不同,但它們的一些性質卻有驚人的相似之處,具體表現有以下幾個方面:
(1)宿主 生物病毒不管是烈性噬菌體還是溫和型噬菌體,都必需在活的宿主細胞中才能得以復制繁殖,利用宿主細胞的核苷酸和氨基酸來自主地合成自身的一些組件,裝配下一代個體。計算機病毒的行為類似於溫和型噬菌體,它們都將自身的代碼插入一段異已的程序代碼中去,利用宿主的程序代碼被執行或復制的時候,復制自己或產生效應,令系統癱瘓或吞噬計算機資源。即使一些沒有惡意的病毒程序,雖然不會對其宿主造成傷害,但其基本的繁殖方式都與生物病毒相似。如Fu Manchu病毒只能寄生在*.COM和*.EXE的文件中;Anti-Pascal病毒只能寄生在*.BAK和*.PAS的文件中。這是寄主專一性問題。
(2)感染性 復制後的生物病毒裂解宿主細胞而被釋放出去,感染新的宿主細胞。計算機病毒同樣也具有感染力,被復制的病毒代碼總要搜尋特定的宿主程序代碼並進行感染。生物病毒的核酸好比計算機病毒的循環程序,其不斷地循環導致產生的新個體的數量比起計算機病毒,更具有感染力。1個生物病毒能通過1次侵入而產生成千上百的新個體,很少有計算機病毒能有如此強大的增殖能力。
(3)危害性 雖然生物病毒會給人類帶來一定的益處,例如利用噬菌體可以治療一些細菌感染;利用昆蟲病毒可以治療、預防一些農業病蟲害等,但卻危害很大,例如HIV、狂犬病毒等,給人類帶來生命的危險;流感病毒、肝炎病毒等會帶來疾病;TMV,馬玲薯Y病毒給人帶來財產損失。計算機病毒也有其利弊。如著名的Brain 病毒就是計算機程序的作者Amjad Farooq Aivi & Basit Farooq Aivi兄弟為了保護他們的文件不被非法地拷貝,在其程序中加入一些保護性的程序代碼。但不幸的是這種技術被一些人所濫用,而背離了其初衷,產生了如Autumn Ieaves、Ping Pong病毒等。還有些病毒,如蠕蟲,雖其不具備破壞能力,但它在計算機網路中不斷地復制自己而增加了網路系統的負擔,輕則使系統運行的速度減慢,重則使整個系統癱瘓。一些惡性病毒,會給計算機系統帶來毀滅性的破壞,使計算機系統的資源招致無法恢復的破壞,甚至會對硬體參數(CMOS參數)進行修改。如著名的Brain病毒會擦除軟盤和硬碟的引導扇區的數據;Alamenda病毒會覆蓋O磁頭、39磁軌8扇區的數據。
(4)微小性 最大的生物病毒痘病毒,其直徑也只不過450nm,而一般的生物病毒的個體更小,必須在電鏡下才能見到其真面目。同樣,計算機病毒也相當短小精悍,其代碼一般都較短。如Batch病毒(一種*.BAT特洛伊木馬型病毒),只有271個位元組左右的代碼長度;Icelandic病毒只有642-656個位元組的長度。很少有計算機病毒的代碼長度超過2K的。
(5)簡單性 生物病毒缺乏許多重要的生物酶系,如核酸合成酶系,呼吸酶系,蛋白質合成酶系等。因病毒顆粒過於微小,無法攜帶病毒復制所需全部信息,因此必須利用宿主來合成自身所需物質。計算機病毒也具有這些特點,其程序代碼一般都不具備可執行文件的完整結構(除Batch病毒和一些特洛伊木馬外),因此不可以單獨地被激活、執行和復制,必須將其代碼的不同部分鑲入到宿主程序的各個代碼段中去,才能具有傳染和破壞性。
(6)變異性 不管生物病毒還是計算機病毒都具有變異性。HIV是生物病毒中最具代表性的一種,它的變異能力使人的免疫系統無法跟上它的變化,因此成為人類最難對付的病毒之一。計算機病毒的變異力也大得驚人,像1701病毒就可以達到11種,產生的變異一般都是人為的,因此清除顯得較為容易。現在發現了一種具有生物學意義的變異特性的病毒,其通過自身程序來完成變異的功能,這些病毒即為多態性病毒,如DAME病毒,在其同樣的復製品中,相同的代碼不到3 個。
(7)多樣性 1982年,美國的計算機專家Fredric Cohen博士在他的博士論文中闡述了計算機病毒存在的可能性,並用DOS2.1幾乎所有的批處理命令和C語言程序演示了他的病毒程序。從1987年首例計算機病毒Brain被發現到現在,計算機病毒的數量已經超過了5000種。同樣,自1892年俄國植物學家D.I-vanoskey發現了煙草花葉病毒(TMV)到現在,生物病毒的數量也以驚人的速度增長。這項工作已成了這兩個領域的重要主題工作之一。
(8)特異性 流感病毒只能引起流感;狂犬病毒只能引起狂犬病。同樣,計算機病毒也具有特異性,如MacMag病毒是Macintosh計算機的病毒;Macro病毒只能攻擊數據表格文件;Lehigh只感染COMMAND.COM文件;Invol病毒只感染*.SYS文件。
(9)相容性和互斥性 溶源性噬菌體是典型的具有相容性和互斥性的生物病毒,而計算機病毒Jernsalem只對*.COM型文件感染一次,對*.EXE文件則可以重復感染,每次都使文件增加1808個位元組。
(10)頑固性 由於病毒的變異,使得消滅病毒的工作具有相當大的困難,斗爭具有道高一尺,魔高一丈的意味。從目前的情況來看,人類要想真正地征服這兩個領域的病毒,具有相當大的困難。經過長期實踐,還是掌握了一定的經驗和技術。
以上對生物病毒和計算機病毒的一些共性進行比較,下面將對病毒的清除進行一些討論。在計算機領域中最常用的方法是利用一些殺病毒的軟體,如美國Central Point sofrware公司的CPAV反病毒軟體、KV系列軟體、中國公安部的Scan察毒,Kill殺毒軟體等,都可對一些病毒產生效用。其基本原理都是對已知的病毒的標識進行記憶、判斷,從而達到查出病毒和消滅病毒的目的。另一種是給計算機接種「疫苗」的方法,包括軟體和硬體「疫苗」,對於軟體「疫苗」,是通過給每個文件添加一疫苗程序而達到防毒的目的,這樣必然增加了程序的長度和存儲介質的消耗;而硬體「疫苗」相對較有優越些,主要是給計算機插上一些防毒卡,主要包括一塊EPROM來存取防毒程序,對執行的程序進行檢測和對磁碟進行檢查。目前我們識別計算機病毒的方法,都是通過對其特有標識進行的,一個軟體不可能對所有的病毒標識進行判斷,否則其軟體的規模和判斷所需要的時間都是難以想像的。如今隨著編程技術的發展,出現了Norton Anti-Virus和病毒防火牆等一些Windows環境下的在線殺毒軟體,可以在一定程度上代替軟體疫苗。生物病毒的防治也不容樂觀。雖然機體能產生干擾一些病毒的復制過程,但是其對生物體自身細胞也有干擾、殺傷作用。機體本身也能產生抗體等物質來抵抗、消滅病毒,但是一旦病毒突破機體的這道防線或者對葯物產生了抗性,那麼病毒的危害就無法避免了。在這方面,HIV顯現出其巨大的威脅性,構成對人類的巨大危害。困其強大的變異能力,使人類的免疫系統無法承受,只好對其妥協,承認其入侵的合法性。一些較為溫和的病毒,一般不立即對宿主細胞構成威脅,而是潛伏著,或者使宿主細胞產生病變,如大部分能夠致病的逆轉錄會使宿主細胞產生癌變;或者經過一段時間潛伏後,又顯現出像烈性病毒一樣的破壞作用。有些還能產生持續地感染,如皰疹病毒等。雖然人類能利用一些葯物殺死病毒或抑制病毒的復制過程,但是每種葯物都有使用范圍,不可能具有廣譜性。接種疫苗是一種較好的方法,但是這只是一種防禦手段,並且疫苗制備有一定的難度,其制備必須在病毒被發現之後,因此也不是一種萬全之策。
有人設想根據計算機病毒的消除方法,即在生物細胞找到類似與計算機病毒的標識的DNA序列來鑒定和分離病毒的存在,從而破解生物病毒的程序,並將此DNA序列注入受侵染的細胞,主動的殺死或抑制病毒的繁殖。這種方法能否應用於其他疾病的治療,還將要由一定的實驗來證實。隨著一些新型病毒的發現,如沅病毒等,這種希望變得更為渺茫。計算機領域對生物領域的借鑒,目前取得的成果同樣也較小。給計算機安裝一個免疫系統的設想,顯得有點兒不太現實。免疫系統的復雜程度,人類就目前的技術水平是很難構造實現的,因此確認病毒就成了一個很大的問題。因為計算機系統是基於馮-諾伊曼模式的,所有的程序都是用二進製表示的,病毒程序和一般的程序都具有相同的代碼,因而此模式不可能對有害和無害的機器碼作出判斷,因此無法克服病毒所帶來的危害。如今一些新的病毒,如隱蔽型病毒、多態性病毒、超級病毒和破壞性感染型病毒的發現,使防毒的工作變得更加困難。如隱蔽型病毒能動態地隱蔽自己,使得DOS的DIR命令無法查出其長度,而用FC命令時它能夠將其代碼暫時移出宿主程序,因此不易查覺;超級病毒則可不依賴於DOS等操作系統而存在,因而可以繞過殺毒程度的陷阱,免於遭害。
但是我們還是能夠從這些新型計算機病毒得到一些有益的啟示。如多態性病毒的程序邏輯可作為未來智能型機器人的一種邏輯模型。因其真正具有了生物學意義的變異能力。這樣以後機器人就能夠自我修復和復制,並且可根據具體的環境情況製造出與自己類似的個體。
目前看來,防治病毒的當務之急是找到病毒的共同屬性,不管是計算機病毒還是生物病毒,只有找到其共同屬性,才能有一個行之有效的方法來克服病毒的危害。以後計算機病毒的防治,可能還要靠計算機新技術的發展和應用,如神經網路的發展和生物計算機的研製。盡管我們期待這一天的到來,但是目前對於生物病毒和計算機病毒的防治,還是以預防為主,前者只有講究個人衛生,保護好環境;後者則要對計算機系統資源進行嚴格的管理,才能達到防治的目的。
資料來源:《生物學通報》第34卷第1期
❷ 什麼是泡疹病毒
皰疹病毒對嗎?簡要概括一下: 1:致病共性:1:潛伏感染 2:先天感染 3:與某些腫瘤有密切關系 2:主要血清型與致病:HSV- 1,HSV- 2,VZV,CMV,EBV HSV-1:引起口唇皰疹(最常見) HSV-2:引起生殖器皰疹 VZV:引起水痘,帶狀皰疹(成人預後不如兒童) CMV:免疫力低下者引起病毒性肺炎,先天感染引起ITP(血小板減少性紫癜),黃疸,肝脾腫大 EBV:引起傳染性單核細胞增多症(醫生多簡稱為「傳單」)此病毒與鼻咽癌發病密切相關 3:機體免疫:以細胞免疫、IFN為主