🦠 간단한 바이러스 스캐너 구현: C 언어로 시작하는 보안 여행 🛡️

안녕하세요, 미래의 보안 전문가 여러분! 오늘은 정말 흥미진진한 주제로 여러분을 찾아왔습니다. 바로 C 언어를 사용해 간단한 바이러스 스캐너를 구현하는 방법에 대해 알아볼 거예요. 🕵️‍♂️

여러분, 혹시 컴퓨터 바이러스라고 하면 무엇이 떠오르나요? 아마도 대부분의 사람들은 컴퓨터를 망가뜨리는 무서운 존재라고 생각할 거예요. 하지만 오늘 우리는 그 바이러스와 맞서 싸우는 영웅, 바로 바이러스 스캐너를 만들어볼 겁니다! 👨‍💻👩‍💻

이 여정을 통해 우리는 단순히 프로그램을 만드는 것을 넘어, 컴퓨터 보안의 세계로 첫 발을 내딛게 될 거예요. 마치 재능넷에서 새로운 기술을 배우는 것처럼 말이죠! 자, 그럼 우리의 흥미진진한 코딩 모험을 시작해볼까요? 🚀

🔍 바이러스 스캐너란 무엇인가?

바이러스 스캐너를 만들기 전에, 먼저 바이러스 스캐너가 정확히 무엇인지 알아볼 필요가 있어요. 바이러스 스캐너는 컴퓨터 시스템이나 파일을 검사하여 악성 소프트웨어(멀웨어)의 존재를 탐지하고 제거하는 프로그램입니다. 🦠🚫

실제 바이러스 스캐너는 매우 복잡하고 정교한 알고리즘을 사용하지만, 우리는 오늘 그 기본 개념을 이해하고 간단한 버전을 만들어볼 거예요. 마치 재능넷에서 전문가의 도움을 받아 새로운 기술의 기초를 배우는 것처럼 말이죠! 😊

우리가 만들 간단한 바이러스 스캐너는 이 중에서 파일 시스템 검사와 알려진 바이러스 시그니처 탐지 기능에 초점을 맞출 거예요. 이를 통해 바이러스 스캐너의 기본 원리를 이해하고, 더 나아가 복잡한 보안 시스템을 개발하는 데 필요한 기초를 다질 수 있을 거예요. 👍

이 그림에서 볼 수 있듯이, 바이러스 스캐너는 파일 시스템을 검사하고, 그 결과를 분석한 후 사용자에게 보고합니다. 우리의 간단한 스캐너도 이와 비슷한 과정을 따르게 될 거예요. 자, 이제 본격적으로 코드를 작성해볼까요? 🖥️

🛠️ C 언어로 바이러스 스캐너 구현하기

자, 이제 본격적으로 C 언어를 사용해 간단한 바이러스 스캐너를 만들어볼 거예요. 우리의 스캐너는 다음과 같은 기능을 가지게 될 거예요:

• 특정 디렉토리 내의 모든 파일을 검사
• 각 파일의 내용을 읽어 미리 정의된 바이러스 시그니처와 비교
• 바이러스가 발견되면 사용자에게 알림

이제 단계별로 코드를 작성해볼까요? 🧑‍💻

1. 필요한 헤더 파일 포함하기

먼저 우리 프로그램에 필요한 헤더 파일들을 포함시켜야 해요. 파일 시스템을 다루고, 문자열을 처리하며, 메모리를 관리하는 데 필요한 헤더 파일들이에요.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <dirent.h>
#include <sys/stat.h>
  

각 헤더 파일의 역할을 간단히 설명해드릴게요:

• stdio.h: 표준 입출력 함수를 제공합니다.
• stdlib.h: 메모리 할당, 난수 생성 등의 유틸리티 함수를 제공합니다.
• string.h: 문자열 처리 함수를 제공합니다.
• dirent.h: 디렉토리 탐색에 필요한 함수와 구조체를 제공합니다.
• sys/stat.h: 파일의 상태 정보를 얻는 데 필요한 함수를 제공합니다.

이 헤더 파일들을 사용하면, 우리는 파일 시스템을 탐색하고 파일의 내용을 읽어 분석할 수 있게 됩니다. 마치 재능넷에서 다양한 도구를 활용해 새로운 기술을 배우는 것처럼 말이죠! 😊

2. 바이러스 시그니처 정의하기

실제 바이러스 스캐너는 수천, 수만 개의 바이러스 시그니처를 데이터베이스로 관리합니다. 하지만 우리의 간단한 스캐너에서는 몇 가지 예시 시그니처만 사용할 거예요.

#define MAX_SIGNATURES 5
#define SIGNATURE_LENGTH 20

const char virus_signatures[MAX_SIGNATURES][SIGNATURE_LENGTH] = {
    "X5O!P%@AP[4\\PZX54(P^)",
    "EICAR-STANDARD-ANTIVIRUS-TEST-FILE",
    "VIRUS_SIGNATURE_1",
    "MALWARE_PATTERN_2",
    "TROJAN_HORSE_3"
};
  

여기서 우리는 5개의 가상의 바이러스 시그니처를 정의했어요. 실제로 첫 번째와 두 번째 시그니처는 EICAR 테스트 파일의 일부인데, 이는 바이러스 스캐너를 테스트하는 데 사용되는 무해한 파일이에요. 나머지는 예시를 위해 만든 가상의 시그니처입니다.

3. 파일 검사 함수 구현하기

이제 개별 파일을 검사하는 함수를 만들어볼게요. 이 함수는 파일의 내용을 읽고, 우리가 정의한 바이러스 시그니처와 비교할 거예요.

int scan_file(const char *filename) {
    FILE *file = fopen(filename, "rb");
    if (file == NULL) {
        printf("파일을 열 수 없습니다: %s\n", filename);
        return -1;
    }

    char buffer[1024];
    size_t bytesRead;
    int found = 0;

    while ((bytesRead = fread(buffer, 1, sizeof(buffer), file)) > 0) {
        for (int i = 0; i < MAX_SIGNATURES; i++) {
            if (strstr(buffer, virus_signatures[i]) != NULL) {
                printf("경고: 파일 %s에서 바이러스 시그니처 발견: %s\n", filename, virus_signatures[i]);
                found = 1;
                break;
            }
        }
        if (found) break;
    }

    fclose(file);
    return found;
}
  

이 함수는 다음과 같이 작동해요:

1. 파일을 바이너리 모드로 엽니다.
2. 파일의 내용을 1024바이트씩 읽어들입니다.
3. 읽어들인 내용에서 바이러스 시그니처를 찾습니다.
4. 바이러스 시그니처가 발견되면 경고 메시지를 출력하고 검사를 중단합니다.
5. 파일을 닫고 결과를 반환합니다.

이 방식은 매우 기본적인 검사 방법이에요. 실제 바이러스 스캐너는 훨씬 더 복잡한 알고리즘을 사용하여 파일을 분석합니다. 하지만 이 간단한 방법으로도 바이러스 스캐너의 기본 원리를 이해할 수 있죠.

4. 디렉토리 탐색 함수 구현하기

이제 특정 디렉토리 내의 모든 파일을 검사하는 함수를 만들어볼게요. 이 함수는 재귀적으로 동작하여 하위 디렉토리까지 모두 검사할 수 있어요.

void scan_directory(const char *path) {
    DIR *dir;
    struct dirent *entry;
    char full_path[1024];

    dir = opendir(path);
    if (dir == NULL) {
        printf("디렉토리를 열 수 없습니다: %s\n", path);
        return;
    }

    while ((entry = readdir(dir)) != NULL) {
        if (strcmp(entry->d_name, ".") == 0 || strcmp(entry->d_name, "..") == 0) {
            continue;
        }

        snprintf(full_path, sizeof(full_path), "%s/%s", path, entry->d_name);

        struct stat path_stat;
        stat(full_path, &path_stat);

        if (S_ISREG(path_stat.st_mode)) {
            printf("파일 검사 중: %s\n", full_path);
            scan_file(full_path);
        } else if (S_ISDIR(path_stat.st_mode)) {
            printf("디렉토리 검사 중: %s\n", full_path);
            scan_directory(full_path);
        }
    }

    closedir(dir);
}
  

이 함수의 동작 방식을 자세히 살펴볼까요?

1. 지정된 경로의 디렉토리를 엽니다.
2. 디렉토리 내의 각 항목(파일 또는 하위 디렉토리)에 대해 반복합니다.
3. 현재 디렉토리(".")와 상위 디렉토리("..")는 건너뜁니다.
4. 각 항목의 전체 경로를 생성합니다.
5. 항목이 파일인 경우 scan_file 함수를 호출하여 검사합니다.
6. 항목이 디렉토리인 경우 재귀적으로 scan_directory 함수를 호출합니다.

이 방식을 사용하면 지정된 디렉토리 내의 모든 파일을 빠짐없이 검사할 수 있어요. 마치 재능넷에서 다양한 분야의 전문가들이 협력하여 프로젝트를 완성하는 것처럼, 우리의 함수들도 서로 협력하여 전체 시스템을 검사하는 거죠! 🤝

5. 메인 함수 구현하기

마지막으로, 우리의 바이러스 스캐너를 실행할 메인 함수를 만들어볼게요.

int main(int argc, char *argv[]) {
    if (argc != 2) {
        printf("사용법: %s <검사할 디렉토리 경로>\n", argv[0]);
        return 1;
    }

    printf("바이러스 검사를 시작합니다...\n");
    scan_directory(argv[1]);
    printf("검사가 완료되었습니다.\n");

    return 0;
}
  

이 메인 함수는 다음과 같이 동작합니다:

1. 명령줄 인자로 검사할 디렉토리 경로를 받습니다.
2. 인자가 올바르게 제공되지 않았다면 사용법을 출력하고 프로그램을 종료합니다.
3. 검사 시작 메시지를 출력합니다.
4. scan_directory 함수를 호출하여 지정된 디렉토리의 검사를 시작합니다.
5. 검사 완료 메시지를 출력합니다.

이렇게 해서 우리의 간단한 바이러스 스캐너가 완성되었어요! 🎉

gcc virus_scanner.c -o virus_scanner
./virus_scanner /path/to/scan
    

우리가 만든 이 간단한 바이러스 스캐너는 실제 안티바이러스 소프트웨어에 비하면 매우 기본적이지만, 바이러스 검출의 기본 원리를 이해하는 데 큰 도움이 될 거예요. 마치 재능넷에서 기초부터 차근차근 배우듯이, 우리도 이렇게 기본부터 시작해 점점 더 복잡한 시스템을 만들어갈 수 있답니다. 😊

🚀 바이러스 스캐너의 개선 방향

우리가 만든 간단한 바이러스 스캐너는 기본적인 기능만을 갖추고 있어요. 하지만 실제 안티바이러스 소프트웨어는 훨씬 더 복잡하고 정교한 기능을 가지고 있죠. 우리의 스캐너를 어떻게 개선할 수 있을지 살펴볼까요?

1. 시그니처 데이터베이스 개선

현재 우리의 스캐너는 단순히 문자열 비교를 통해 바이러스를 탐지하고 있어요. 하지만 이 방식은 여러 한계가 있습니다:

• 바이러스 제작자들이 쉽게 우회할 수 있어요.
• 새로운 바이러스를 탐지하기 어려워요.
• 오탐(false positive)이 발생할 가능성이 높아요.

이를 개선하기 위해 다음과 같은 방법을 사용할 수 있어요:

예를 들어, 해시 기반 시그니처를 사용하는 코드는 다음과 같이 구현할 수 있어요:

#include <openssl/sha.h>

// 파일의 SHA-256 해시를 계산하는 함수
void calculate_file_hash(const char *filename, unsigned char hash[SHA256_DIGEST_LENGTH]) {
    FILE *file = fopen(filename, "rb");
    if (!file) return;

    SHA256_CTX sha256;
    SHA256_Init(&sha256);

    const int bufSize = 32768;
    unsigned char *buffer = malloc(bufSize);
    int bytesRead = 0;

    while((bytesRead = fread(buffer, 1, bufSize, file))) {
        SHA256_Update(&sha256, buffer, bytesRead);
    }

    SHA256_Final(hash, &sha256);

    fclose(file);
    free(buffer);
}

// 해시와 알려진 악성 파일 해시를 비교하는 함수
int is_malicious_file(unsigned char hash[SHA256_DIGEST_LENGTH]) {
    // 알려진 악성 파일의 해시 목록
    const char *known_malicious_hashes[] = {
        "e3b0c44298fc1c149afbf4c8996fb92427ae41e4649b934ca495991b7852b855",
        // 더 많은 해시 추가...
    };

    char hash_string[SHA256_DIGEST_LENGTH*2+1];
    for(int i = 0; i < SHA256_DIGEST_LENGTH; i++)
        sprintf(&hash_string[i*2], "%02x", hash[i]);

    for(int i = 0; i < sizeof(known_malicious_hashes)/sizeof(known_malicious_hashes[0]); i++) {
        if(strcmp(hash_string, known_malicious_hashes[i]) == 0)
            return 1;
    }

    return 0;
}
  

이 방식을 사용하면 파일의 내용을 직접 비교하는 대신 해시값을 비교하므로 더 효율적이고 안전한 검사가 가능해집니다. 마치 재능넷에서 전문가의 조언을 받아 더 효율적인 방법을 배우는 것처럼 말이죠! 😊

2. 휴리스틱 분석 도입

시그니처 기반 탐지만으로는 새로운 형태의 악성코드를 발견하기 어려워요. 이를 보완하기 위해 휴리스틱 분석을 도입할 수 있습니다.

휴리스틱 분석은 파일의 행동이나 특성을 분석하여 악성 여부를 판단하는 방법이에요. 예를 들어, 다음과 같은 특성들을 체크할 수 있습니다:

• 시스템 레지스트리 수정 시도
• 특정 네트워크 포트로의 연결 시도
• 자기 복제 행위
• 암호화된 코드 섹션의 존재

이를 간단히 구현해보면 다음과 같아요:

int heuristic_check(const char *filename) {
    FILE *file = fopen(filename, "rb");
    if (!file) return 0;

    char buffer[1024];
    size_t bytesRead;
    int suspicion_level = 0;

    while ((bytesRead = fread(buffer, 1, sizeof(buffer), file)) > 0) {
        // 의심스러운 문자열 체크
        if (strstr(buffer, "CreateRemoteThread")) suspicion_level++;
        if (strstr(buffer, "VirtualAlloc")) suspicion_level++;
        if (strstr(buffer, "WriteProcessMemory")) suspicion_level++;

        // 암호화된 섹션 체크 (예시: 높은 엔트로피)
        if (calculate_entropy(buffer, bytesRead) > 7.5) suspicion_level++;
    }

    fclose(file);

    return (suspicion_level > 3); // 의심 수준이 임계값을 넘으면 악성으로 간주
}
  

이 함수는 파일 내용을 검사하여 의심스러운 API 호출이나 암호화된 섹션의 존재를 체크합니다. 물론 이는 매우 기본적인 구현이며, 실제 안티바이러스 소프트웨어는 훨씬 더 복잡하고 정교한 휴리스틱 분석을 수행합니다.

3. 샌드박스 분석 추가

더 나아가, 의심스러운 파일을 안전한 환경(샌드박스)에서 실행해보는 방법도 있어요. 이를 통해 파일의 실제 동작을 관찰하고 악성 여부를 더 정확하게 판단할 수 있습니다.

샌드박스 분석을 구현하는 것은 꽤 복잡하지만, 기본적인 아이디어는 다음과 같아요:

1. 가상 환경 설정: 안전한 가상 머신을 생성합니다.
2. 의심스러운 파일 실행: 가상 환경에서 파일을 실행합니다.
3. 행동 모니터링: 파일의 모든 시스템 호출, 네트워크 활동, 파일 시스템 변경 등을 기록합니다.
4. 분석: 수집된 데이터를 분석하여 악성 행위를 식별합니다.
5. 보고서 생성: 분석 결과를 바탕으로 상세한 보고서를 생성합니다.

이런 고급 기능을 C로 직접 구현하는 것은 매우 복잡하지만, 기존의 샌드박스 도구를 활용할 수 있어요. 예를 들어, Cuckoo Sandbox와 같은 오픈소스 도구를 사용할 수 있습니다.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int run_in_sandbox(const char *filename) {
    char command[256];
    snprintf(command, sizeof(command), "cuckoo submit %s", filename);
    
    FILE *fp = popen(command, "r");
    if (fp == NULL) {
        printf("샌드박스 실행 실패\n");
        return -1;
    }

    char output[1024];
    while (fgets(output, sizeof(output), fp) != NULL) {
        printf("%s", output);
    }

    int status = pclose(fp);
    return status;
}
  

이 함수는 Cuckoo Sandbox를 사용하여 파일을 분석하고 그 결과를 출력합니다. 실제 구현에서는 이 결과를 파싱하여 악성 여부를 판단하는 로직을 추가해야 합니다.

4. 실시간 보호 기능 추가

지금까지 우리가 만든 스캐너는 사용자가 명령을 실행할 때만 검사를 수행해요. 하지만 실제 안티바이러스 소프트웨어는 실시간으로 시스템을 모니터링하고 보호합니다. 이를 구현하기 위해서는 운영 체제의 파일 시스템 이벤트를 후킹하는 방법을 사용할 수 있어요.

Windows 시스템을 예로 들면, 다음과 같이 구현할 수 있습니다:

#include <windows.h>

VOID CALLBACK FileIOCompletionRoutine(
    DWORD dwErrorCode,
    DWORD dwNumberOfBytesTransfered,
    LPOVERLAPPED lpOverlapped)
{
    // 파일 I/O 완료 후 처리
}

int start_real_time_protection() {
    HANDLE hDir = CreateFile("C:\\",
                             FILE_LIST_DIRECTORY,
                             FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE | FILE_SHARE_DELETE,
                             NULL,
                             OPEN_EXISTING,
                             FILE_FLAG_BACKUP_SEMANTICS | FILE_FLAG_OVERLAPPED,
                             NULL);

    if (hDir == INVALID_HANDLE_VALUE) {
        printf("디렉토리 핸들 생성 실패\n");
        return -1;
    }

    char buffer[1024];
    DWORD bytesReturned;
    OVERLAPPED overlapped;

    while (TRUE) {
        ReadDirectoryChangesW(
            hDir,
            &buffer,
            sizeof(buffer),
            TRUE,
            FILE_NOTIFY_CHANGE_FILE_NAME |
            FILE_NOTIFY_CHANGE_DIR_NAME |
            FILE_NOTIFY_CHANGE_ATTRIBUTES |
            FILE_NOTIFY_CHANGE_SIZE |
            FILE_NOTIFY_CHANGE_LAST_WRITE |
            FILE_NOTIFY_CHANGE_SECURITY,
            &bytesReturned,
            &overlapped,
            FileIOCompletionRoutine);

        // 여기서 변경된 파일에 대한 검사 수행
    }

    CloseHandle(hDir);
    return 0;
}
  

이 코드는 지정된 디렉토리의 변경 사항을 모니터링하고, 변경이 감지되면 해당 파일을 검사할 수 있도록 합니다. 실제 구현에서는 이 함수를 별도의 스레드로 실행하여 백그라운드에서 지속적으로 모니터링할 수 있습니다.

5. 네트워크 트래픽 분석

많은 현대적인 악성코드들은 네트워크를 통해 명령을 받거나 데이터를 유출시킵니다. 따라서 네트워크 트래픽을 분석하는 기능을 추가하면 보안을 한층 강화할 수 있어요.

libpcap 라이브러리를 사용하여 간단한 네트워크 패킷 캡처 및 분석 기능을 구현할 수 있습니다:

#include <pcap.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <netinet/tcp.h>

void packet_handler(u_char *user_data, const struct pcap_pkthdr *pkthdr, const u_char *packet) {
    struct ip *ip_header;
    struct tcphdr *tcp_header;
    
    ip_header = (struct ip*)(packet + 14); // 이더넷 헤더 건너뛰기
    
    if (ip_header->ip_p == IPPROTO_TCP) {
        tcp_header = (struct tcphdr*)(packet + 14 + ip_header->ip_hl*4);
        
        printf("Source IP: %s\n", inet_ntoa(ip_header->ip_src));
        printf("Destination IP: %s\n", inet_ntoa(ip_header->ip_dst));
        printf("Source Port: %d\n", ntohs(tcp_header->th_sport));
        printf("Destination Port: %d\n", ntohs(tcp_header->th_dport));
        
        // 여기서 의심스러운 패턴 체크
        // 예: 알려진 C&C 서버 IP, 의심스러운 포트 번호 등
    }
}

int start_network_monitoring() {
    char errbuf[PCAP_ERRBUF_SIZE];
    pcap_t *handle;
    
    handle = pcap_open_live("eth0", BUFSIZ, 1, 1000, errbuf);
    if (handle == NULL) {
        fprintf(stderr, "pcap_open_live() failed: %s\n", errbuf);
        return -1;
    }
    
    pcap_loop(handle, -1, packet_handler, NULL);
    
    pcap_close(handle);
    return 0;
}
  

이 코드는 네트워크 인터페이스에서 패킷을 캡처하고, TCP 패킷의 기본 정보를 출력합니다. 실제 구현에서는 이 정보를 분석하여 의심스러운 네트워크 활동을 탐지할 수 있습니다.

🎓 결론 및 학습 포인트

지금까지 우리는 C 언어를 사용하여 간단한 바이러스 스캐너를 만들고, 이를 개선할 수 있는 여러 방법들을 살펴보았어요. 이 과정에서 우리는 다음과 같은 중요한 점들을 배웠습니다:

1. 기본 원리의 이해: 바이러스 스캐너의 기본 작동 원리를 이해하고 구현해보았습니다.
2. 시스템 프로그래밍: 파일 시스템 접근, 디렉토리 탐색 등 시스템 레벨의 프로그래밍 기술을 익혔습니다.
3. 보안 개념: 시그니처 기반 탐지, 휴리스틱 분석, 샌드박싱 등 다양한 보안 개념을 학습했습니다.
4. 네트워크 프로그래밍: 기본적인 네트워크 패킷 분석 방법을 배웠습니다.
5. 최적화와 성능: 대량의 파일을 효율적으로 처리하는 방법에 대해 고민해보았습니다.

이 프로젝트는 단순한 바이러스 스캐너 구현을 넘어서, 시스템 보안의 기초를 이해하는 좋은 시작점이 되었습니다. 실제 안티바이러스 소프트웨어는 훨씬 더 복잡하고 정교하지만, 이 기본 개념들을 확장하고 발전시켜 나가면 더 강력한 보안 도구를 만들 수 있을 거예요.

마지막으로, 보안 소프트웨어 개발에는 큰 책임이 따른다는 점을 기억해주세요. 사용자의 개인정보와 시스템 안전을 지키는 중요한 역할을 하기 때문이죠. 항상 최신 보안 동향을 학습하고, 윤리적인 방식으로 기술을 사용하는 것이 중요합니다.

이 프로젝트를 통해 여러분이 컴퓨터 보안의 세계에 흥미를 느끼고, 더 깊이 있는 학습을 이어나가길 바랍니다. 마치 재능넷에서 새로운 기술을 배우고 성장해나가는 것처럼, 보안 분야에서도 끊임없이 학습하고 발전해 나가세요. 여러분의 재능과 노력이 더 안전한 디지털 세상을 만드는 데 기여할 수 있을 거예요! 🚀🔒