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动态汉化Windows技术的分析

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"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 L;i(@tp|v  
hQ80R B  
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。 nr?|!gj  
\"| 7o8  
一、发现了什么? vUR@P  -  
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。 wv.HPmq  
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): TMG|"|  
8D&yFal  
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v (7A-cC  
.................................. d",VOhW7)S  
DEQ7u`6  
6 type   offset target *%n(t+'q  
BASE   060a seg   2 offset 0000 /4YxB,  
PTR   047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS H{,qw%.|KA  
PTR   059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES ^US ol/  
PTR   0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) >*h3u7t  
PTR   0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) |0nt u+  
PTR   04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) %hVI*p3  
PTR   04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) ~[Z,:=z  
PTR   04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) mO0}Go8  
PTR   05f5 imp USER.430   ( LSTRCMP ) .YlhK=d4  
PTR   04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) X<<FS%:+  
PTR   0514 imp USER.431   ( ANSIUPPER ) oqa8v6yG'  
PTR   0523 imp USER.432   ( ANSILOWER ) 0]Qk*u<  
PTR   05aa imp GDI.56     ( CREATEFONT ) y7T<Auue`  
PTR   056e imp USER.433   ( ISCHARALPHA ) NI85|*h  
PTR   05b9 imp GDI.57     ( CREATEFONTINDIRECT ) :I(d-,C  
PTR   057d imp USER.434   ( ISCHARALPHANUMERIC ) sEHA?UP$<F  
PTR   049c imp USER.179   ( GETSYSTEMMETRICS ) X!|K 4Z!k  
PTR   0550 imp USER.435   ( ISCHARUPPER ) b#W(&b^q  
PTR   055f imp USER.436   ( ISCHARLOWER ) x0||'0I0  
PTR   0532 imp USER.437   ( ANSIUPPERBUFF ) -J;;6aA  
PTR   0541 imp USER.438   ( ANSILOWERBUFF ) =Bos>;dl  
PTR   05c8 imp GDI.69     ( DELETEOBJECT ) 7{Zs"d{s  
PTR   058c imp GDI.70     ( ENUMFONTS ) !7n`-#)  
PTR   04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE 5BS !6o;P'  
PTR   05d7 imp GDI.82     ( GETOBJECT ) rAZ~R PrW  
PTR   048d imp KERNEL.74   ( OPENFILE ) &W{< Yf9  
PTR   0460 imp GDI.91     ( GETTEXTEXTENT ) V$g!#V  
PTR   05e6 imp GDI.92     ( GETTEXTFACE ) OV/ &'rC  
PTR   046f imp GDI.350   ( GETCHARWIDTH ) H+5S )r  
PTR   0442 imp GDI.351   ( EXTTEXTOUT ) 4O7 {a  
PTR   0604 imp USER.471   ( LSTRCMPI ) YM&i  
PTR   04f6 imp USER.472   ( ANSINEXT ) i}/Het+(  
PTR   0505 imp USER.473   ( ANSIPREV ) }t0JI3  
PTR   0424 imp USER.108   ( GETMESSAGE ) C#@-uo2  
PTR   0433 imp USER.109   ( PEEKMESSAGE ) B) BR y%  
}$` PZUw>  
35 relocations jP\5bg-}  
jE2EoQ i,  
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) hg-M>|s7  
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 'xu! t'l&  
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。 ke2}@|?t  
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。 7`SrqI&  
c!a1@G  
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 _Jn@+NoO  
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 Rnw v/)  
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。 XBm ^7'  
主要的三个模块,有如下的关系: C1x(4&h  
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 kZ'wXtBYe  
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 (s,u9vj=>L  
·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。 $msf~M*  
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 br')%f}m  
以GDI模块为例,运行结果如下: ri h@(;)1  
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe \xKhbpO~  
5Un)d<!7&u  
Exports: t[:G45].-k  
%&!B2z}  
rd seg offset name ,VZ<r5NT  
............ +@dgHDJ  
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data w g^'oy  
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data km29]V=}  
............ k1fX-2H  
TTJj=KPA  
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 @c=bH>Oz  
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 Yb?(Q %  
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: bd&Nf2  
6 type offset target NdB:2P  
%=)%$n3=-M  
.......... kudXwj  
hR,5U=+M7  
PTR 0442 imp GDI.351 |XJ|vQGU  
2XrYm"6w  
.......... m0N{%Mf-  
a"8H(HAlNn  
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。 (^$SM uC  
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 @@& ? ,3  
{-51rAyi  
三、动态汉化Windows原理 >2mV {i&  
我们知道,传统的汉化Windows的方法,是要直接修改Windows的显示、输入、打印等模块代码,或用DDK直接开发"中文设备"驱动模块。这样不仅工作量大,而且,系统的完备性很难保证,性能上也有很多限制(早期的长青窗口就是如此),所以只有从内核上修改Windows核心代码才是最彻底的办法。 fJ;1ii~  
从Windows的模块调用机制,我们可以看到,Windows实际上是由包括在KERNEL、GDI、US ER等几个模块中的众多函数支撑的。那么,修改其中涉及语言文字处理的函数,使之能适应中文需要,不就能达到汉化目的了吗? pg3h>)$/  
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。 \9 k3;zw  
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。 FO)`&s"&2  
wu3p2#-Z  
四、"陷阱"技术 wRJ`RKJ-T  
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。 Wql,*|  
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: IJBIO>Z/  
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; kyL]4:@W`  
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。 3aFD*S  
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: > QK"r7f/  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); ?&bB?mg\  
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。  g:?p/L  
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): _+d*ljP)l3  
*(lpStr+wOffset) =0xEA; xzBUm  
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。 :z2G a  
//源程序 relocate.c ^4=%~Yx  
c3J12+~;  
#include <WINDOWS.H> }^azj>p5  
#include <dos.h> 1SG^X-(GM/  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); :`Xg0J+P  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); ~T9wx   
typedef struct tagFUNC 4S*dNYc  
{ "]B%V!@  
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 fz<GPw  
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 @"n]v)[4  
BYTE   bOld;     //保存原函数第一字节 tHFBLM  
LONG   lOld;     //保存原函数接后的四字节长值 L/)Q1Mm  
}FUNC; {YEGy  
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; ]%+T+ zg(Y  
//Windows主函数 beFD}`  
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) G=&nwSL  
{ J#?z/3v(  
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 8b< 'jft  
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 |b+CXEzo  
WORD   wOffset;   //函数偏移 QW2SFpE  
LPSTR lpStr; s ?|Hw|j  
LPLONG lpLong; KVPWJHGr  
char   lpNotice[96]; 4E@_Fn_#  
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 3zzl|+# 6  
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); Ag} P  
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); u_6x{",5I  
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); Ly]J-BTe  
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 \`-a'u=S  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); yE|hA2G?0  
lpStr=GlobalLock(hMemData); 5RR4jX]  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ageTv/  
//保存原函数要替换的头几个字节 r tH #j  
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); ^AC2  zC  
Func.lOld=*lpLong; ,YF1* 69  
*(lpStr+wOffset)=0xEA; .DHQJ|J-1  
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; cg^=F_h  
GlobalUnlock(hMemData); 3+H[S#e:Z  
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); [n&SA]a  
//将保留的内容改回来  RAF do  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); c1 Hp  
lpStr=GlobalLock(hMemData); 2!GyQ@&[W  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); R,m|+[sl  
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; z|O3pQn~  
*lpLong=Func.lOld; j {Sbf04  
GlobalUnlock(hMemData); F-GH?sfvi  
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); [m(n-Mu F  
return 1; 6@Ir|o  
} B4x@{rtER  
d bHxc@H  
//自己的替代函数 L4v26*P  
|};-.}u^`h  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* a'?V:3 ]  
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) !H~PF*,hY  
{ bOD] `*q  
BYTE NameDot[96]= hZ-?-F?*@  
{ sU"sd7#A  
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, ~$m:j];  
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, l{hO"fzy  
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, ISg-?h/  
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, EC7)M}H  
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, kn}bb*eZ  
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, f s2}a  
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, VUzRA"DP|  
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, \2M{R  
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, G x{G}9  
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 /]9(InM9/  
}; rtz  ]PH  
rbI 7 3'  
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; t]8nRZ1  
HDC   hMemDC; -?vVV@W-O^  
BYTE far *lpDot; wLy:S.r  
int   i; $~NB .SY  
for ( i=0;i<3;i++ ) r;GAQH}j_  
{ #&ayWef  
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; iO7s zi  
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); CRu {Ie5B  
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); (= W u5H  
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); nf,Ez  
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); ;Hn>Ew  
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); p']{WLDj2  
DeleteDC(hMemDC); .@ @&q4= &  
DeleteObject(hBitmap); ),5A&qT*  
} dY`P  
return TRUE; t(xe*xS  
} [@/s! i @  
o':K4r;  
//模块定义文件 relocate.def #BX}j&h_  
E6#")2C~  
NAME     RELOCATE -=)+)9~G  
EXETYPE   WINDOWS Q; BD|95nl  
CODE     PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE C;oO=R3r  
DATA     PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE M2LW[z  
HEAPSIZE 1024 :Jo[bm  
EXPORTS _^`TG]F  
%!]CP1S  
五、结束语 n,Q^M$mS0  
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。
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