計算機及生物病毒比較分析

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1計算機病毒與生物病毒比較

計算機病毒與生物病毒之間存在著微妙的聯(lián)系，這種關系提示，將計算機病毒理論應用到生物病毒的可行性。

1.1病毒的表現(xiàn)形式

1.1.1極強的破壞性

無論生物病毒，還是計算機病毒，都能夠對其宿主造成極大的危害。1988年，美國人莫瑞斯編寫了一個蠕蟲病毒，在幾個小時內，使得網絡阻塞，運行遲緩，近乎癱瘓。還有一些著名的病毒，如“CIH”“、美麗殺”病毒等在世界范圍內對計算機系統(tǒng)都造成了極大的經濟和社會影響。生物病毒的破壞性也非常明顯如艾滋病、肝炎、流感等疾病。這些疾病大多是由生物病毒引起的。例如，艾滋病毒能生存于人的血液中并攻擊人體免疫系統(tǒng)，它大量吞噬、破壞T4淋巴細胞，從而使整個人體免疫系統(tǒng)遭到破壞，最終人體喪失對各種疾病的抵抗能力而導致死亡。

1.1.2微小的體型

計算機病毒的體型大小是用代碼長度來衡量的。它們一般非常微小的，也許只有幾十行，幾百行代碼，有的甚至只有幾行代碼，卻能使計算機系統(tǒng)癱瘓或者網絡阻塞。CIH病毒最初的版本只有656個字節(jié)，可感染WindowsPE類可執(zhí)行文件。當然，隨著計算機病毒與反病毒軟件之間的不斷“斗爭”，計算機黑客為了讓病毒更隱蔽，更具有破壞性，最近也出現(xiàn)了“巨型”的計算機病毒，它們有的達到了幾兆，有的甚至十幾兆。生物病毒個體大小都是納米級的，一般在10-300nm左右，較小的病毒如菜豆畸矮病毒，只有9-11nm，而較大的病毒如痘類病毒，有250-300nm。而且，一般生物病毒編碼基因也是相對較微小的基因組序列。

1.1.3極強的感染能力

無論是計算機病毒還是生物病毒，最主要的一個特點就是具有極強的感染性。在生物病毒的感染中，病毒首先吸附在某個細胞上，然后將自己的DNA/RNA注入到細胞內部，操縱寄主細胞的代謝機能，大量復制病毒的DNA/RNA，并合成病毒所需要的蛋白質和外殼。當各種合成都成熟時，病毒就破殼而出，繼而侵蝕其他細胞。計算機病毒的感染性是將其編碼通過一定渠道，強行進入計算機的系統(tǒng)內存中，使計算機被病毒所感染。這與生物病毒的感染機制有明確的相似性。

1.1.4變異能力

計算機病毒會不斷變異和升級的，從而出現(xiàn)許多新的病毒變種。這種變異目的就是讓病毒更隱蔽，危害更大。例如CIH病毒，從1998年到2002年，就改進了4次，從一個不具有破壞性的病毒不斷地升級為破壞性極大的病毒。而生物病毒的變異是與自身的進化和防御免疫系統(tǒng)抑制有關。當一個免疫系統(tǒng)可以阻止某種病毒的侵蝕時，病毒就有可能產生新的變種，從而繞過免疫系統(tǒng)，侵蝕宿主。另外，計算機病毒與生物病毒之間還有其他相似的地方，如多樣性、特異性、相容相斥性等等。

1.2病毒的本質

病毒的最大特點是其傳染性，而傳染性的原因是其自身程序不斷復制的結果，即將程序本身復制至其它程序中或簡單地在一個系統(tǒng)中不斷地復制。從本質上講，計算機病毒要完成傳染和復制必須完成三個主要任務：控制權獲取、自我定位和復制。具體來說，完成控制權獲取是為了病毒的傳染模塊得到執(zhí)行機會，實際上，控制權獲取是完成任何病毒任務的基礎；自我定位是獲取病毒自身副本在內存中的位置；復制是將自身寫入目標程序中，以便病毒隨著目標程序的傳播而傳播。由此可以看出，計算機病毒和生物病毒在病毒的本質層面上也是非常的相似，它們都具有循環(huán)復制的功能。

1.3病毒的結構方式

計算機病毒與生物病毒在結構組成的方式上也極為相似，從表1.1的比較中，就可以很清楚地看出這點。計算機病毒是利用系統(tǒng)的漏洞，使用編程工具，開發(fā)出來的程序。對于程序而言，它的最終形式都是0，1編碼的二進制數(shù)據(jù)，存儲在計算機的硬盤或者移動磁盤中。相對于二進制數(shù)據(jù)而言，系統(tǒng)方面上講，計算機病毒主要以文件、內存塊、網絡包等形式存在，通過網絡、移動存儲器等方式從一臺計算機傳播到另一臺計算機，然后再在新的計算機上進行感染、復制、繁殖、傳播。生物病毒與計算機病毒的方式很類似。首先生物病毒也是“觀察”到了生物體的免疫系統(tǒng)的“漏洞”，繞過免疫系統(tǒng)，感染生物體。對于生物病毒而言，病毒的本質一般都是以DNA/RNA核酸編碼的形式存在，有少數(shù)病毒也以蛋白質的編碼形式存在。然而，當一個病毒侵入細胞時，都是把它的編碼注入都細胞的內部，類似計算機病毒感染文件一樣。生物病毒大多通過空氣、飲食、生物媒介、遺傳、體液等傳播。它們關鍵一點就是把遺傳編碼從一個細胞傳播到另一個細胞，然后再利用細胞內部的物質和能量合成更多的病毒編碼。這些編碼最后再通過細胞分裂，使病毒釋放出去，以進一步感染和侵害其他的細胞。

1.4病毒的傳播方式

研究病毒傳播的科學家發(fā)現(xiàn)計算機病毒和生物病毒傳播規(guī)律也是十分相似的。計算機病毒一般首先在一個小的范圍內傳播，有了網絡以后，病毒的傳播速度和影響范圍就急劇猛增。生物病毒的傳播規(guī)律也是類似，首先在一個小的范圍內傳播，一旦隨機傳染給生活圈的人們并形成流行傳染，其感染面積和傳播速度就無法估量了，此時的病毒也更加難以控制。

1.5病毒的防治

殺毒軟件與防火墻是最常見的計算機病毒的防治工具。殺毒軟件主要功能是實時監(jiān)控和磁盤掃描。算機病毒防治的主要難題是，如何防治病毒庫中還沒有記錄該病毒的特征未知病毒。通過查找可能循環(huán)執(zhí)行的程序，可為研制自動查殺病毒的全新軟件提供新的思路。防火墻是另一種主要的防毒工具。它通過一種離技術將內部網絡和外部網絡隔開，如果實現(xiàn)網絡間的通信，必須要經過防火墻。防火墻技術極大地提高了網絡的安全性，減少了網絡病毒的危害和網絡外的攻擊。對于生物病毒的防治而言，關鍵的問題是如何抑制病毒DNA/RNA的復制，如何抑制蛋白質的表達合成。因此，生理殺毒機制往往是啟動細胞內特殊的化學反應，使病毒的DNA/RNA破壞或分解。有些病毒侵入細胞后，細胞中的防御機制會使用溶解酶將病毒的DNA/RNA分解。一些比較復雜的病毒，自身進化出防御機體的機制，使得其得以突破細胞的天然防御，進一步突破機體的免疫防御，從而無限復制并感染其他細胞或宿主機體。可以看出無論是計算機病毒的防治，還是生物病毒的防治，關鍵點就是如何使病毒失去復制功能。

2討論分析

通過比較分析看出，計算機病毒與生物病毒在很多方面都是相似的。通過研究這些相似點，今后可以將計算機病毒的防治方法應用到生物病毒的防治上來，或者將生物病毒的防治應用到計算機上去，可能形成一個新的領域，將兩種病毒的防治方法結合到一起，是今后在研究生物病毒上的一個突破。生物病毒感染的復雜性，直接從生物病毒編碼上對生物病毒的防治技術還未成熟。計算機的快速發(fā)展和計算機病毒的層出不窮，使得計算機專家逐步開發(fā)出更高效、更便捷的病毒防御方法，而生物病毒的防御和治療常常陷于束手無策的尷尬境界，這主要有以下幾個原因：①計算機的發(fā)展是從無到有，從簡單到復雜的過程，才幾十年的時間。而生物的發(fā)展是上億年的進化過程。因此計算機的體系結構相對于生物體來說要簡單得多。②計算機病毒都是由黑客人為編寫的，它的侵入手段、功能、結構都比生物病毒要簡單。③計算機病毒的傳播途徑無非是磁盤和網絡，少部分是通過硬件固化的方式。然而，生病病毒的傳播途徑要更加的復雜，難以控制。④計算機病毒比生物病毒更加容易檢測。⑤現(xiàn)在有很多的殺毒軟件公司，他們可以極大地推進計算機病毒防治技術的發(fā)展。與計算機病毒的防治相比，如何找到一個高效的行之有效的生物病毒防治方法是困擾很多科學家的一個難題。例如，由于HIV病毒，禽流感病毒、惡性腫瘤病毒的復雜性和變異性，使得到現(xiàn)在還仍是一個世界性的難題，還需要長期的努力。