基于計(jì)算機(jī)病毒的生物病毒相似性比較

摘要：嘗試性地將計(jì)算機(jī)病毒理論及其防治方法應(yīng)用到生物病毒的治療中。在細(xì)胞的電子模型基礎(chǔ)上，詳細(xì)比較生物病毒與計(jì)算機(jī)病毒之間的相似點(diǎn)。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)病毒與生物病毒之間存在著驚人的相似性，從而證明，將計(jì)算機(jī)病毒的防治方法應(yīng)用到生物病毒上的可能性。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)病毒生物病毒比較

計(jì)算機(jī)病毒和生物病毒雖是兩個(gè)不同領(lǐng)域的概念，有不同的物質(zhì)基礎(chǔ)，但它們?cè)谄浔举|(zhì)、表現(xiàn)形式、結(jié)構(gòu)方式、傳播方式及防治等方便有著驚人的相似之處。通過(guò)兩者的比較可以將計(jì)算機(jī)病毒理論及方法應(yīng)用到生物病毒的防治技術(shù)上。

1計(jì)算機(jī)病毒與生物病毒比較

計(jì)算機(jī)病毒與生物病毒之間存在著微妙的聯(lián)系，這種關(guān)系提示，將計(jì)算機(jī)病毒理論應(yīng)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(qiáng)的破壞性

無(wú)論生物病毒，還是計(jì)算機(jī)病毒，都能夠?qū)ζ渌拗髟斐蓸O大的危害。1988年，美國(guó)人莫瑞斯編寫了一個(gè)蠕蟲病毒，在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)，使得網(wǎng)絡(luò)阻塞，運(yùn)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(nèi)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都造成了極大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)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(xì)胞，從而使整個(gè)人體免疫系統(tǒng)遭到破壞，最終人體喪失對(duì)各種疾病的抵抗能力而導(dǎo)致死亡。

1.1.2 微小的體型

計(jì)算機(jī)病毒的體型大小是用代碼長(zhǎng)度來(lái)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)癱瘓或者網(wǎng)絡(luò)阻塞。CIH病毒最初的版本只有656個(gè)字節(jié)，可感染W(wǎng)indows PE類可執(zhí)行文件。當(dāng)然，隨著計(jì)算機(jī)病毒與反病毒軟件之間的不斷“斗爭(zhēng)”，計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)病毒，它們有的達(dá)到了幾兆，有的甚至十幾兆。生物病毒個(gè)體大小都是納米級(jí)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(duì)較微小的基因組序列。

1.1.3 極強(qiáng)的感染能力

無(wú)論是計(jì)算機(jī)病毒還是生物病毒，最主要的一個(gè)特點(diǎn)就是具有極強(qiáng)的感染性。在生物病毒的感染中，病毒首先吸附在某個(gè)細(xì)胞上，然后將自己的DNA/RNA注入到細(xì)胞內(nèi)部，操縱寄主細(xì)胞的代謝機(jī)能，大量復(fù)制病毒的DNA/RNA，并合成病毒所需要的蛋白質(zhì)和外殼。當(dāng)各種合成都成熟時(shí)，病毒就破殼而出，繼而侵蝕其他細(xì)胞。計(jì)算機(jī)病毒的感染性是將其編碼通過(guò)一定渠道，強(qiáng)行進(jìn)入計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)內(nèi)存中，使計(jì)算機(jī)被病毒所感染。這與生物病毒的感染機(jī)制有明確的相似性。

1.1.4 變異能力

計(jì)算機(jī)病毒會(huì)不斷變異和升級(jí)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(jìn)了4次，從一個(gè)不具有破壞性的病毒不斷地升級(jí)為破壞性極大的病毒。而生物病毒的變異是與自身的進(jìn)化和防御免疫系統(tǒng)抑制有關(guān)。當(dāng)一個(gè)免疫系統(tǒng)可以阻止某種病毒的侵蝕時(shí)，病毒就有可能產(chǎn)生新的變種，從而繞過(guò)免疫系統(tǒng)，侵蝕宿主。

另外，計(jì)算機(jī)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(zhì)

病毒的最大特點(diǎn)是其傳染性，而傳染性的原因是其自身程序不斷復(fù)制的結(jié)果，即將程序本身復(fù)制至其它程序中或簡(jiǎn)單地在一個(gè)系統(tǒng)中不斷地復(fù)制。

從本質(zhì)上講，計(jì)算機(jī)病毒要完成傳染和復(fù)制必須完成三個(gè)主要任務(wù)：控制權(quán)獲取、自我定位和復(fù)制。具體來(lái)說(shuō)，完成控制權(quán)獲取是為了病毒的傳染模塊得到執(zhí)行機(jī)會(huì)，實(shí)際上，控制權(quán)獲取是完成任何病毒任務(wù)的基礎(chǔ)；自我定位是獲取病毒自身副本在內(nèi)存中的位置；復(fù)制是將自身寫入目標(biāo)程序中，以便病毒隨著目標(biāo)程序的傳播而傳播。

由此可以看出，計(jì)算機(jī)病毒和生物病毒在病毒的本質(zhì)層面上也是非常的相似，它們都具有循環(huán)復(fù)制的功能。

1.3 病毒的結(jié)構(gòu)方式

計(jì)算機(jī)病毒與生物病毒在結(jié)構(gòu)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(diǎn)。

計(jì)算機(jī)病毒是利用系統(tǒng)的漏洞，使用編程工具，開(kāi)發(fā)出來(lái)的程序。對(duì)于程序而言，它的最終形式都是0，1編碼的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的硬盤或者移動(dòng)磁盤中。相對(duì)于二進(jìn)制數(shù)據(jù)而言，系統(tǒng)方面上講，計(jì)算機(jī)病毒主要以文件、內(nèi)存塊、網(wǎng)絡(luò)包等形式存在，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)存儲(chǔ)器等方式從一臺(tái)計(jì)算機(jī)傳播到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)，然后再在新的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行感染、復(fù)制、繁殖、傳播。

生物病毒與計(jì)算機(jī)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(guò)免疫系統(tǒng)，感染生物體。對(duì)于生物病毒而言，病毒的本質(zhì)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(zhì)的編碼形式存在。然而，當(dāng)一個(gè)病毒侵入細(xì)胞時(shí)，都是把它的編碼注入都細(xì)胞的內(nèi)部，類似計(jì)算機(jī)病毒感染文件一樣。生物病毒大多通過(guò)空氣、飲食、生物媒介、遺傳、體液等傳播。它們關(guān)鍵一點(diǎn)就是把遺傳編碼從一個(gè)細(xì)胞傳播到另一個(gè)細(xì)胞，然后再利用細(xì)胞內(nèi)部的物質(zhì)和能量合成更多的病毒編碼。這些編碼最后再通過(guò)細(xì)胞分裂，使病毒釋放出去，以進(jìn)一步感染和侵害其他的細(xì)胞。

1.4 病毒的傳播方式

研究病毒傳播的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)病毒和生物病毒傳播規(guī)律也是十分相似的。計(jì)算機(jī)病毒一般首先在一個(gè)小的范圍內(nèi)傳播，有了網(wǎng)絡(luò)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(gè)小的范圍內(nèi)傳播，一旦隨機(jī)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(wú)法估量了，此時(shí)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(jiàn)的計(jì)算機(jī)病毒的防治工具。殺毒軟件主要功能是實(shí)時(shí)監(jiān)控和磁盤掃描。算機(jī)病毒防治的主要難題是，如何防治病毒庫(kù)中還沒(méi)有記錄該病毒的特征未知病毒。通過(guò)查找可能循環(huán)執(zhí)行的程序，可為研制自動(dòng)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(guò)一種離技術(shù)將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)隔開(kāi)，如果實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的通信，必須要經(jīng)過(guò)防火墻。防火墻技術(shù)極大地提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性，減少了網(wǎng)絡(luò)病毒的危害和網(wǎng)絡(luò)外的攻擊。

對(duì)于生物病毒的防治而言，關(guān)鍵的問(wèn)題是如何抑制病毒DNA/RNA的復(fù)制，如何抑制蛋白質(zhì)的表達(dá)合成。因此，生理殺毒機(jī)制往往是啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)特殊的化學(xué)反應(yīng)，使病毒的DNA/RNA破壞或分解。有些病毒侵入細(xì)胞后，細(xì)胞中的防御機(jī)制會(huì)使用溶解酶將病毒的DNA/RNA分解。一些比較復(fù)雜的病毒，自身進(jìn)化出防御機(jī)體的機(jī)制，使得其得以突破細(xì)胞的天然防御，進(jìn)一步突破機(jī)體的免疫防御，從而無(wú)限復(fù)制并感染其他細(xì)胞或宿主機(jī)體。

可以看出無(wú)論是計(jì)算機(jī)病毒的防治，還是生物病毒的防治，關(guān)鍵點(diǎn)就是如何使病毒失去復(fù)制功能。

2 討論分析

通過(guò)比較分析看出，計(jì)算機(jī)病毒與生物病毒在很多方面都是相似的。通過(guò)研究這些相似點(diǎn)，今后可以將計(jì)算機(jī)病毒的防治方法應(yīng)用到生物病毒的防治上來(lái)，或者將生物病毒的防治應(yīng)用到計(jì)算機(jī)上去，可能形成一個(gè)新的領(lǐng)域，將兩種病毒的防治方法結(jié)合到一起，是今后在研究生物病毒上的一個(gè)突破。

生物病毒感染的復(fù)雜性，直接從生物病毒編碼上對(duì)生物病毒的防治技術(shù)還未成熟。計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展和計(jì)算機(jī)病毒的層出不窮，使得計(jì)算機(jī)專家逐步開(kāi)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(wú)策的尷尬境界，這主要有以下幾個(gè)原因：

①計(jì)算機(jī)的發(fā)展是從無(wú)到有，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的過(guò)程，才幾十年的時(shí)間。而生物的發(fā)展是上億年的進(jìn)化過(guò)程。因此計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)相對(duì)于生物體來(lái)說(shuō)要簡(jiǎn)單得多。

②計(jì)算機(jī)病毒都是由黑客人為編寫的，它的侵入手段、功能、結(jié)構(gòu)都比生物病毒要簡(jiǎn)單。

③計(jì)算機(jī)病毒的傳播途徑無(wú)非是磁盤和網(wǎng)絡(luò)，少部分是通過(guò)硬件固化的方式。然而，生病病毒的傳播途徑要更加的復(fù)雜，難以控制。

④計(jì)算機(jī)病毒比生物病毒更加容易檢測(cè)。

⑤現(xiàn)在有很多的殺毒軟件公司，他們可以極大地推進(jìn)計(jì)算機(jī)病毒防治技術(shù)的發(fā)展。

與計(jì)算機(jī)病毒的防治相比，如何找到一個(gè)高效的行之有效的生物病毒防治方法是困擾很多科學(xué)家的一個(gè)難題。例如，由于HIV病毒，禽流感病毒、惡性腫瘤病毒的復(fù)雜性和變異性，使得到現(xiàn)在還仍是一個(gè)世界性的難題，還需要長(zhǎng)期的努力。

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