"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 GytXFL3`:
}| J79s2M
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。 S|apw7C
m>4ahue$
一、发现了什么? q6_u@:3u
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。 JL\w_v
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): 5m?8yT}
xqC+0{]y
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v [F*.\
.................................. ?shIj;c[
|;.o8}
6 type offset target \"CZI<=TB
BASE 060a seg 2 offset 0000 v-yde>(
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS }e2(T
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES PUo/J~ v
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) Q -MQ9'
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) X>NhZ5\
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM )
1WY/6[
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI )
emK$`9
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) Kl2lbe7
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) 356>QW'm
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) Cl^\OZN\=
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) 0{dz5gUde
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) #ggf' QIHp
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) kqce[hgs<
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) #<e\QE'!
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) ZKQG:M~|
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) @;<ht c
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) jV?
}9L^;
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) PQK(0iCo4
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) k]5Bykf`Ky
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) SVv;q?jZ
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) TJ:]SB
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) h~(G$':^
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) krsYog(^z
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE M7ers|&{
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) 0PU8#2pR
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) ([-|}
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) qZ}P*+`Q
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) deM7fN4lTi
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) aYuD>rD
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) % z#f.Ql
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) = M]iIWQ@`
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) UB 6mqjPK
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) K'X2dG*
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) A5i :x$ww
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) P(XaTU&-
s3]?8hXd
35 relocations -1ce<nN
]u4Hk?j~<
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) K_2|_MLlZ
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 EL8NZ%:v:
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 yaG= j
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 .&9 i
]8T |f
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 hQ(qbt{e
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 'ihhoW8
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 Qu}W/j|3
主要的三个模块,有如下的关系: Eh =~T9
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 ^s@8VAwi
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 c)A{p
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 P>sFV
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 +T=(6dr
以GDI模块为例,运行结果如下: &g.@u~SI1
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe C4hx@abA
wE@'ap#
Exports: )(tM/r4`c&
TQ`Rk;0R
rd seg offset name LJOr!rWi
............ Q%wY
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data {_Lgtu
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data 'Hi:
2Wh
............ W-.pmU e2
:$_6SQ<?
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。 -S$1Yn
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 >m#e:[N
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: }';D]c
6 type offset target m=:4`_0Q
e|&6$A>4]
.......... `5~ +,/Ys
$2M#qkik-
PTR 0442 imp GDI.351 /DqLrA
4#5:~M }
.......... w.lAQ5)I%\
=xNv\e
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 /Nr*`l
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 hgLj<
?{U
m
三、动态汉化Windows原理 %e`$p=m
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。 5Q 'i2*j
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? zfwS
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。 63.wL0~
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。 6gT5O]]#o
Pl<;[cB
四、"陷阱"技术 u{FDdR9<
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。 E[O<S B
I
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: n @?4b8"
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; _:X|.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。 p|Q*5TO
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: !<UJ6t}
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); b:R-mg.VT{
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 k51Eyy50(
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): ZkIgL
*(lpStr+wOffset) =0xEA; &f7fK|}
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。 2MATpV#BT
//源程序 relocate.c 0vVV%,v
{0;3W7
#include <WINDOWS.H> *dvDap|8W
#include <dos.h> v3GwD00
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); "*;;H^d
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); /sr 2mt-Q
typedef struct tagFUNC u(OW gbA3
{ eL4NB$Fb
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 "wlt> SU
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 f>s?4
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 r}0\}~'?c
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 $t5V=}m>
}FUNC; P
i Fm|
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; Fbu5PWhlc
//Windows主函数 RN)dS>$
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) 3SSm5{197
{ 4;HJ;0-ps
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 dB+N\HBY
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 kPQtQh]y%
WORD wOffset; //函数偏移 }U
SC1J
LPSTR lpStr; aA'|Rg,
LPLONG lpLong; Oky**B[D'
char lpNotice[96]; FSRm|
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); u7xDau(c
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); A].>.AI
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); })w*m
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); (ZL sB{r^
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 A>[|g`;t
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); w=|GJ0
lpStr=GlobalLock(hMemData); *=fr8
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 2DB7+aZ*
//保存原函数要替换的头几个字节 :5/Uh/sX
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); 2 o#,kGd
Func.lOld=*lpLong; 4O:W#bx
*(lpStr+wOffset)=0xEA; <$N"q
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; uNn[[LS
GlobalUnlock(hMemData); :K
~
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); H33i*][H
//将保留的内容改回来 Ne$"g[uFU
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ?=VOD #)
lpStr=GlobalLock(hMemData); UxD5eJJ
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); Kf 2jD4z}
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; fK&e7j`qO
*lpLong=Func.lOld; @:tj<\G]
GlobalUnlock(hMemData); G&;j6<h l
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); be e5
return 1; /T,Z>R
} RUr=fEH
[]0mX70N
//自己的替代函数 /)xlJUq
MG /,==
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* tTN?r 8
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) 'TTUN=y
{ ~2d:Q6
BYTE NameDot[96]= .[u>V
{ g~BoFc.V2~
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, c8Q]!p+Yp
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, w_ {,<[#
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, ~Ph\Sbp
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, 0aoHKeP
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, 5/gDK+%4D(
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, ?0_7?yTR/
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, .bVmqR`
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, IScRsxFb
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, #{9G sD
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 (_r EAEo
}; kAM1TWbaVQ
<`!PCuR
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; Qm8)4?FZ
HDC hMemDC;
`VQb-V
BYTE far *lpDot; |0{u->+ )
int i; O)kgBrB
for ( i=0;i<3;i++ ) !;6Jng%
{ "xAWG$b
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; :K?0e`
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); Z?J:$of*
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); tRw@U4=y
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); X%bFN
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); hI pKJ&hm
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); F?m?UQS'u
DeleteDC(hMemDC); zq1mmFIO
DeleteObject(hBitmap); hh~n#7w~IR
} FuX 8v
return TRUE; &x-TW,#Ks
} ~|wos-nM
i)Lp7m z
//模块定义文件 relocate.def [!^-J}^g~\
4yaxl\2
NAME RELOCATE T\VNqs@
EXETYPE WINDOWS x90jw$\%7
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE *?yJkJ"
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE #'OaKt?Z)
HEAPSIZE 1024 i#X!#vyc
EXPORTS ^MD;"A<
Q,Z*8FH=
五、结束语 `(0LK%w
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。