ランサムウェア
動作
ランサムウェアは、典型的にはトロイの木馬として増殖する。例えば、ダウンロードされたファイルか、ネットワークサービスの脆弱性を突いてシステムに入りこむ。
その後、プログラムはペイロード（本体プログラム）を実行しようとする。一例としては、ハードディスクドライブの個人的なファイルを暗号化し始める。
より巧妙なランサムウェアは、ランダムな共通鍵と固定の公開鍵によるハイブリッド暗号で被害者のファイルを暗号化するものがある。そのマルウェアの作者は、秘密の復号鍵を知っている唯一の人物である。
いくつかのランサムウェアのペイロードは、暗号化を行わない。その場合、ペイロードは単純にシステムの相互作用を制限するアプリケーションとなっている。典型的にはウィンドウズシェルの設定によるものや、マスターブートレコードやパーティションテーブル（修復されるまでOSの起動を妨害する。）を変更するものがある。
ランサムウェアは、システムの利用者から金銭を奪い取るためにスケアウェアの要素を利用する。そのペイロードは、企業や警察を称する者から発せられた通知を表示する。通知内容は、システムが違法な活動に使用されていたとか、システムからポルノグラフィまたは海賊版ソフトウェアやメディアのような違法なコンテンツが見つかったとかいうような、虚偽の主張をするものである。
いくつかのランサムウェアのペイロードには、Windows XPのマイクロソフトライセンス認証の通知を模倣して、コンピュータのWindowsが偽造された、または再アクティベーションが必要である、と虚偽の主張をするものがある。これらは、ランサムウェアを除去するために、ファイルを復号するプログラムを供給するか、ペイロードが行った変更を元に戻す解除コードを送るよう利用者に要求する。
この過程で、利用者はマルウェアの作者に金銭を払うように促される。支払い方法には、しばしば、銀行振込、ビットコイン、有料テキストメッセージ、またはUkashやPaysafecardのようなオンライン決済金券サービスが用いられる。
暗号化ランサムウェア
初めて存在が知られたランサムウェアは、1989年にジョセフ・ポップによって作られた「AIDS Trojan」というトロイの木馬（「PC Cyborg」という名称でも知られている）である。
そのペイロードは、ソフトウェアの特定部分を使用するライセンスの有効期限が切れていると主張し、ハードディスクドライブのファイル名を暗号化し、制限を解除するには「PC Cyborg Corporation」に189米ドルを支払う必要があると利用者に主張する。ポップは自身の行為を裁判で精神異常であると宣告されたが、彼はマルウェアで上げた利益をエイズの研究資金に使うと約束した。このような攻撃に公開鍵暗号を用いる概念は、1996年にアダム・L・ヤングとモチ・ユングによって紹介された。
AIDS Trojanは共通鍵暗号だけを使用していてプログラムから鍵が取り出せたために効果的ではなかったので、RSA暗号とTEA暗号を使ったMacintosh SE/30向けの概念証明型ウイルスが作成された。ヤングとユングは、この顕在的な攻撃を「暗号化ウイルス恐喝 (cryptoviral extortion)」と呼んだ。また、これは「暗号ウイルス学」と呼ばれる分野における、顕在的と潜在的な攻撃の両方を含むクラスの攻撃のひとつであると言及した。
猛威を振るったランサムウェアの例は、2005年5月に顕著になった。
2006年中頃には、Gpcode、TROJ.RANSOM.A、Archiveus、Krotten、Cryzip、MayArchiveなどのプログラムが、より巧妙なRSA暗号を活用し、鍵の長さを増やし続けた。2006年6月に検出されたGpcode.AGは、660ビットのRSA公開鍵で暗号化を行った。
2008年6月には、Gpcode.AKとして知られる変種が検出された。1,024ビットのRSA鍵を用い、それは分散コンピューティングの力を借りなければ、計算時間の面から見て打破し得ないほど長い鍵だと考えられている。
2014年にはNASを標的としたランサムウェア「SynoLocker」が確認され、古い版のまま更新されていないSynology製NASのOS「Synology DSM」に攻撃が広がっているとして、エフセキュア社が注意を喚起している。
また、日本では0Chiakiという人物が開発したとされるTorLockerの亜種KRSWLocker（通称カランサムウェア）が発見され「新経済サミット2015」において紹介された。
非暗号化ランサムウェア
2010年8月に、ロシア当局はWinLockとして知られるランサムウェアワームに接続した10名を逮捕した。前述したGpcodeとは異なり、WinLockは暗号化を行わない。その代わり、単にポルノ画像を表示してシステムへのアクセスを制限する。それから制限を解除するコードを受け取るため、利用者に有料SMS（およそ10米ドル）を送るかどうか尋ねる。この詐欺は、ロシアと周辺諸国に多数発生した。犯行グループは、1600万米ドルを稼いだと報じられている。
2011年には、利用者に「詐欺の被害者」となったので、Windowsを再活性化する必要があると通知する、マイクロソフトライセンス認証を模倣するランサムウェアワームが発生した。このプログラムはオンラインでの活性化を提示するがそれは不可能であり、利用者に数字6桁のコードを知るため、6種類提示される国際電話番号のうち、1種へ電話するよう要求する。このマルウェアは通話が無料であると主張するが、国際電話料金が高額な国の不正なオペレータを経由し、巨額の長距離電話料金を発生させる。
2013年2月には、Stamp.EKエクスプロイトキットに基づいたランサムウェアワームが発生した。このマルウェアはプロジェクトホスティングサービスのSourceForgeとGitHubを通じて配布され、有名人の「偽のヌード写真」を提供すると主張する。2013年7月には、OS Xに特化したランサムウェアワームが発生した。これは、利用者がポルノグラフィをダウンロードしたと告発するウェブページを表示する。ウィンドウズベースの類似品と違い、コンピュータの動作全体は阻害しないが、単に普通の方法でページを閉じるのを諦めさせるため、ウェブブラウザの動作を利用する。
2013年7月には、バージニア州出身の21歳の男性がランサムウェアを受け取った後に警察へ出頭した。彼は児童ポルノを所持していると告発する、偽のFBIからの警告を受けていた。捜査の後に、本当に彼のコンピュータから未成年の女性の写真と、彼女たちと不適切なやりとりをしたことが発見され、彼は児童ポルノの所持と児童性的虐待の罪で告発された。
攻撃対象の移り変わり
ランサムウェアが登場した初期では、攻撃の対象は一般ユーザーだった。しかし、2015年ごろからは多くの身代金を得ることを期待できる大企業を対象とするようになった。2017年に蔓延したWannaCryは、さらに多くの民間企業と公的機関を攻撃し、国家に対する脅威と呼べるほどの存在となった。
Reveton
2012年、Revetonの名で知られる有名なランサムウェアが拡散し始めた。Citadelトロイをベースとし（それ自身はZeusを基にしている）、そのペイロードは警察を自称した警告を表示し（このことから「警察トロイ」のニックネームが付いた）、海賊版ソフトや児童ポルノをダウンロードしたなどの違法行為にコンピュータが使われたと主張する。このプログラムの発する警告は、利用者にシステムロックを解除するにはUkashやPaysafecardなどの匿名プリペイドキャッシュサービスによる金券を使い、罰金を払う必要があると通知するものである。コンピュータが警察に探知されているという錯覚を強めるために、スクリーンにIPアドレスも表示し、利用者に記録されているという錯覚を与えるためにコンピュータのWebカメラの映像をいくつか表示する。
Revetonは当初、2012年初期に多数のヨーロッパ諸国で拡散した。変種は利用者の居住国に基づいて、異なる警察組織のロゴをつけたテンプレートで地域化されていた。例えば、イギリスで使われた変種はロンドン警視庁、著作権管理団体のPRS for Music（特に違法な音楽をダウンロードしたと利用者を告発した）、Police National E-Crime Unitのような組織の標記を用いた。ロンドン警視庁は、一般人にこのマルウェアに関して注意を促す声明を出し、調査の一環でコンピュータをロックすることはないことを明確にした。当局は、児童ポルノをダウンロードまたはアップロードしているという容疑があるとき、その容疑者が逃げたり証拠を処分したりする時間を与えるような警告をすることはない。
2012年5月には、トレンドマイクロの研究者がアメリカとカナダ向けの変種のテンプレートを発見した。それは、変種の作者が北米の利用者を標的とする計画のおそれについて示唆していた。2012年8月には、新しいRevetonの変種がアメリカで拡散し始めた。これはGreen Dot Corporationカードを使って200米ドルの罰金を払う必要があると主張するものである。
CryptoLocker
2013年に、暗号化ランサムウェアは「CryptoLocker」として知られるワームと共に再出現した。
CryptoLockerは悪意あるEメールの添付ファイルか、ドライブバイダウンロードによって配布される。
最初はC&Cサーバに接続を試み、その後2,048ビットのRSA公開鍵と秘密鍵のペアを生成し、その鍵をサーバにアップロードする。
その時、このマルウェアは、利用者が2,048ビットのRSA鍵でアクセスできるすべてのローカルまたはネットワークストレージドライブにあるデータを暗号化しようとし、標的となるファイルをホワイトリストまたは拡張子で検出する。
公開鍵がコンピュータに保存されたとき、秘密鍵はC&Cサーバに保存される。
CryptoLockerは、利用者が鍵を取り戻してファイルを復号するには、MoneyPakカードかビットコインを使って支払いをするよう要求し、3日以内に支払いがなければ秘密鍵を削除すると脅す。
極めて大きなサイズの鍵が使われているために、アナリストはCryptoLockerに侵されたコンピュータを修復することはきわめて難しいと考えている。
2014年6月2日にアメリカ合衆国司法省によって正式に公表されたように、CryptoLockerは、Gameover ZeuSボットネットの差し押さえによって隔離された。
CryptoLocker.FとTorrentLocker
2014年9月、新種のランサムウェアがオーストラリアを襲った。
（「CryptoLocker」という名前を冠しているが、オリジナル版とは関係がない。）
「CryptoLocker.F」の命名は、シマンテックによるものである。
オーストラリア郵便公社からの宅配便の不在票を偽った電子メールによって広がった。
利用者に、あるWebサイトを閲覧させて、CAPTCHAコードを入力させる。
被害者には著名なところではオーストラリア放送協会が含まれていた。
この時期、別のトロイの木馬「TorrentLocker」は、同一の暗号鍵を全てのコンピュータに使っていたという設計上の欠陥のために対処できたが、後にこの欠陥は解消されてしまった。
Cryptowall
2014年に、Cryptowallの最初の版 (1.0) が出現した。
Windowsコンピュータを標的としている。
2014年9月、広告配信ネットワークを悪用するキャンペーンの一環で配られてしまった。
信頼できるソフトウェアを装うためにデジタル署名が付されている。
Cryptowall 3.0は、電子メール添付ファイルの一部にJavaScriptで書かれたペイロードを利用しており、これはJPEG画像ファイルを装った実行ファイルをダウンロードする（ドライブバイダウンロード）。
検知を避けながらサーバと通信するために、explorer.exeとsvchost.exeの新しいインスタンスを生成する。
ファイルを暗号化する際に、ボリューム中のシャドウコピーを削除し、パスワードとビットコインのウォレットを盗むスパイウェアをインストールする。
2015年11月に登場したCryptowall 4.0においては、セキュリティソフトウェアに検出されにくくする機能が大幅に強化されたほか、ファイルの内容だけでなくファイル名まで暗号化するようになった。
KRSWLocker
2014年に発見された、初めて日本のユーザーを標的としたランサムウェア。
KeRanger
2016年3月に出現したKeRangerは、macOS オペレーティングシステム上の最初のマルウェアかつランサムウェアである。
これはMacユーザのファイルを暗号化し、次に、そのファイルを復号するためにビットコインを要求する。実行ファイルは、リッチテキストファイル（.rtf）に偽装した .dmg 中にある。このマルウェアは3日間休眠した後、ファイルを暗号化し始め、どのようにファイルを復号するかについて指示するテキスト文書を加える。
このマルウェアは、暗号化するために2048 bitのRSA公開鍵を使う。実際には、Linuxの「Linux.Encoder.1」のコピーである。
WannaCry
2017年5月13日に出現した WannaCry/Wcry（泣きたくなる）という、世界中で猛威をふるっている、新種のランサムウェア亜種である。このコンピュータウイルスに感染すると、自分のパーソナルコンピュータ（Microsoft Windows）や、サーバに置いた大事なファイルが勝手に暗号化され、ユーザーがファイルを開けなくなる。
GoldenEye
2017年6月、ウクライナを中心に世界各地に拡大した。ウクライナの国営電力会社やウクライナの首都キエフの国際空港に感染。チェルノブイリ原子力発電所の周辺でも、ウィンドウズ・システムを使う放射線センサーが作動しなくなったため、手動に切り替えた。
緩和策
他の形態のマルウェアと同様に、セキュリティソフトウェアがランサムウェアのペイロードを検知できない懸念がある。
特にペイロードが暗号化されている場合や新種のマルウェアの場合、検知が難しい。
また、ネットワーク越しのストレージ（ネットワークドライブ）中のデータも暗号化されてしまう懸念がある。
例えランサムウェアに乗っ取られても、物理的に遮断されたストレージデバイス（例：取り外し可能な補助記憶装置）に、コンピュータデータのバックアップを保存して、乗っ取られたコンピュータを完全初期化することによって、少なくともバックアップ時点の状態には復元することができる。