"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 q6McG HT
EizKoHI-z
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 U6glp@s
kyR:[+je
一、发现了什么? uw>Ba %5
笔者多年来一直从事Windows下的软件开发工作,经历了Windows 2.0 、 3.0 、3.1 ,直至Windows 95、NT的成长过程,也遍历了长青窗口、长城窗口、DBWin、CStar、RichWin等多个Windows汉化产品。从现在看来,影响最大也最为成功的,当推四通利方的RichWin;此外,中文之星CStar与RichWin师出一门,其核心技术自然也差不多。其对外宣传采用独特的"陷阱" 技术即动态修改Windows代码,一直是笔者感兴趣的地方。 g1/:Q%R,
EXEHDR是Microsoft Visual C++开发工具中很有用的一个程序,它可以检查NE(New-Exe cutable)格式文件,用它来分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就会发现与众不同的两点(以CStar 1.20为例): l%k\JY-
7OcWC-<
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v q<xCb%#Jl
.................................. *'Sd/%8{
n`? py
6 type offset target n,vct<&z@
BASE 060a seg 2 offset 0000 xK *b1CB
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS Qf~vZtJ+J
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES ~Z\8UsVN
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) c,np2myd
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) u@Ih GME
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) \pa"%c)
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) ]R+mKUZ9
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) {2O1"|s ,
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) gh/EU/~d
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) a@_4PWzF:
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) ~8'sBT
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) -^&<Z
0m
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) Zi *2nv'
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) kvL=>
A
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) !j9t*2m[
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) epA:v|S
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) ;5]Lf$tZ
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) )Kc<j!8-[
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) $SlIr<'*"
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) %f&/E"M
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) K0u|U`
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) tURu0`](
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) 5bRJS70M
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE m~iXl,r
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) 8zZvht*
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) 3@etRd;]Kr
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) \\iQEy<i
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) &PR5q7
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) rN<0
R`4sE
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) R3
-n>V5o
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) lUOF4U&r
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) [T8WThs
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) }~YA5^VQ$
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) N H[kNi'
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) lEH65;Nh*
kYzIp
35 relocations )X1{
!EvAB+`jLI
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) !y\'EW3|G
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 XQY#716)
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 8r*E-akuyr
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 cXA
i k-
%^?fMeI|Y
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 Y@;CF
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 &C`Gg<
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 E(*0jAvO[z
主要的三个模块,有如下的关系: J?*1*h
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 DwM)r7<Ex
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 U\g/ 2dM
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 F6|TP.VY_.
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 4GkWRu1
以GDI模块为例,运行结果如下: C'>|J9~Gz
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe !S$:*5=&
8v:T.o;<
Exports: %"q9:{m
e),q0%5
rd seg offset name ahJ`T*)HY
............ J9\Cm!H
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data 2]z8:a
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data prWk2_D;*
............ K?6jXJseb
eQ$Y0qH1E
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 ;@mS^ik")$
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 6/f7<
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: k9<;woOBO
6 type offset target 35h8O,Y
'F/~o1\.
.......... 5VfyU8)7X
+KF^Z$I
PTR 0442 imp GDI.351 ^%d\qd`
6Pz4\uE=
.......... 'K$[^V
B al`y
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 r )Ma3FL0;
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 |-fgj'
/fKx}}g)
三、动态汉化Windows原理 5[8xV%>;
我们知道,传统的汉化Windows的方法,是要直接修改Windows的显示、输入、打印等模块代码,或用DDK直接开发"中文设备"驱动模块。这样不仅工作量大,而且,系统的完备性很难保证,性能上也有很多限制(早期的长青窗口就是如此),所以只有从内核上修改Windows核心代码才是最彻底的办法。 Lz
|?ek7Q
从Windows的模块调用机制,我们可以看到,Windows实际上是由包括在KERNEL、GDI、US ER等几个模块中的众多函数支撑的。那么,修改其中涉及语言文字处理的函数,使之能适应中文需要,不就能达到汉化目的了吗? 1XrO~W\=
因而,我们可以得出这样的结论:在自己的模块中重新编写涉及文字显示、输入的多个函数,然后,将Windows中对这些函数的引用,改向到自己的这些模块中来。修改哪些函数才能完成汉化,这需要深入分析Windows的内部结构,但CHINESE.DLL已明确无误地告诉了我们,在其数据段的重定位表中列出的引用函数,正是CStar修改了的Windows函数!为了验证这一思路, 我们利用RichWin作一核实。 e2AX0(
用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函数在GDI的第一代码段6139H偏移处(不同版本的Windows其所在代码段和偏移可能不一样)。然后,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +开发工具中的一个)检查GDI的Code1段,6139H处前5个字节是 B8 FF 05 45 55,经过运行Ri chWin 4.3 for Internet后,再查看同样的地方,已改为 EA 08 08 8F 3D。其实反汇编就知道,这5个字节就是 Jmp 3D8F:0808,而句柄为0x3D8F的模块,用HelpWalk能观察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一代码段( 模块名为TEXTMAN)。而偏移0808H处 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一个函数起始的地方,这实际上就是RichWin所重改写的ExtTextOut函数。退出Ri chWin后,再用HelpWalk观察GDI的Code1代码段,一切又恢复正常!这与前面的分析结论完全吻合!那么,下一个关键点就是如何动态修改Windows的函数代码,也就是汉化Windows的核心——"陷阱"技术。 5Y.)("1f}f
4R#chQ
四、"陷阱"技术 ?fQ'^agq
讨论"陷阱"技术,还要回到前面的两个发现。发现之二,已能解释为修改的Windows函数,而发现之一却仍是一个迷。 @bi}W`
数据段存放的是变量及常量等内容,如果这里面包含有重定位信息,那么,必定要在变量说明中将函数指针赋给一个FARPROC类型的变量,于是,在变量说明中写下: Z-$[\le
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; TYy?KG>:'
果然,在自己程序的数据段中也有了重定位信息。这样,当程序调入内存时,变量FarPro cFunc已是函数ExtTextOut的地址了。 eVEV}`X
要直接修改代码段的内容,还遇到一个难题,就是代码段是不可改写的。这时,需要用到一个未公开的Windows函数AllocCStoDSAlias,取得与代码段有相同基址的可写数据段别名, 其函数声明为: 4n#M
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); 3$9s\<j
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 O\
GEay2
Windows中函数地址是32位,高字节是其模块的内存句柄,低字节是函数在模块内的偏移。将得到的可写数据段别名句柄锁定,再将函数偏移处的5个字节保留下来,然后将其改为转向替代函数(用 EA Jmp): l3{-z4mw
*(lpStr+wOffset) =0xEA;
"0V.V>-p
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 ?1*cO:O
//源程序 relocate.c 8Q.T g.
;o
6lf_
#include <WINDOWS.H> #oS<E1
#include <dos.h> ;@0;pY
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); `Syl:rU~y@
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); hXcyoZ8
typedef struct tagFUNC OyU5DoDz1
{ ?so=;gh
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 mu\6z_e
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 &9.C l;I
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 a]$1D!Anc
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 j:Xq1f6a
}FUNC; Ja|5 @
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; ;"xfOzQ
//Windows主函数 \Q {m9fE
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) _jvxc'6
{ [xK3F+
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 o5u3Fjz3
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 N,<uf@LQ
WORD wOffset; //函数偏移 <]6SN
LPSTR lpStr; C+*d8_L
LPLONG lpLong; df*#!D7oz
char lpNotice[96]; EZgq ?l~5O
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); cF\;_0u
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 5u,{6
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); 1;JEc9#h
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); l94b^W}1)W
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 1ufp qqk
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); J9..P&c\
lpStr=GlobalLock(hMemData); ISzqEi
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); $6#CqWhI
//保存原函数要替换的头几个字节 L,HhbTRca
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); Je';9(ZK
Func.lOld=*lpLong; gl~ecc
*(lpStr+wOffset)=0xEA; Z< 1
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; rbul8(1h
GlobalUnlock(hMemData); Z@yW bjE7Z
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); 3>3 Kwc~E
//将保留的内容改回来 9G9t" {
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ?Lx24*5%
lpStr=GlobalLock(hMemData); d}OTO10
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); V~UN
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; UI0(=>L
*lpLong=Func.lOld; ;RH;OE,A
GlobalUnlock(hMemData); 2my_ ;!6T[
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); 8mCxn@yV
return 1; EHSlK5bD,
} |e=,oV"
T*I{WW
//自己的替代函数 ]q\b,)4
e
<c*FCblv
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* 4aug{}h("
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) [Hx0`Nc K
{ t Cw<Ip
BYTE NameDot[96]= %3s1z<;R[S
{ *}Xf!"I#]N
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, :Oy%a'w
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, x!hh"x
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, _PPy44r2
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, uY0lR:|
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, IWk4&yHUAu
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, Lk|hQ
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, !zBhbmlKt
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, Plc-4y1
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, 1&\0:vA^Y
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 ;[(oaK@+n
}; |O3q@
8aZ=?_gvT
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; cv8L-Z>x.=
HDC hMemDC; 2v :]tj
BYTE far *lpDot; Pi=+/}
int i; ;$HftG>B
for ( i=0;i<3;i++ ) x-XD.qh7Hr
{ Z~GL5]S
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; },uF4M.K
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); +20G>y=+
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot);
#+JG(^%B
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); 4d"r^y'
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); 1v#%Ei$6`t
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); \S_Ou
DeleteDC(hMemDC); G3txj
DeleteObject(hBitmap); CJtcn_.F
} .b_)%jd x
return TRUE; A4Ru g\p]
} #HYr0Tw6`
Nv$R\' 3
//模块定义文件 relocate.def
Id*Ce2B
hC:n5]K
NAME RELOCATE JR'
EXETYPE WINDOWS q~
tz? T_
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE Mc@e0
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE 8."]//V
HEAPSIZE 1024 \Bz_p'[G
EXPORTS Y21g{$~Q{
1f%1*L0>@
五、结束语 &)2i[X
本文从原理上分析了称为"陷阱"技术的动态汉化Windows方法,介绍了将任一Windows函数调用改向到自己指定函数处的通用方法,这种方法可以拓展到其它应用中,如多语种显示、不同内码制式的切换显示等。