"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 (^: p
^T079=$5
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。 2wlKBSON
K&_Uk548
一、发现了什么? k<Sl1vK
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。 )K0i@hM(n
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): $3;Upgv
G|4^_`-
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v G+WM`:v8%
.................................. >l5u54^3K
Yl({)qK{
6 type offset target ;=~Xr"(/z
BASE 060a seg 2 offset 0000 k1}hIAk3u
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS 2<r\/-#pU
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES 9- )qZ
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) @*O?6>
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) yoS? s
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) K*vU5S
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) $8=@R'
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) wk$,k
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) (! KG)!
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) ;ojiJ?jU
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) ]<trA$ 0
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) ls|LCQPx
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) 82:Wvp6
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) x` /)g(
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) :tj-gDa\Y
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) SbT5u3,'
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) ;Yts\4BSM
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) K1q+~4>\|
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) T*>`,}J
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) 6mPm=I[oh
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) 4s.]M>Yb
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) K4%/!`
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) NiSO'=y$n
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE Xe1P- 60
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) Zi
ESlf$
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) |a(fejO3
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) #h'@5 l
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) :td ~g;w
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) N4{nG,Mo]
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) s] au/T6b
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) 4IsG=7
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) Fo|xzLm9*|
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) w"zE_9I\
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) =$^MQ\S0p
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) !a-b6Aa
mG2'Y) Sz
35 relocations E4oz|2!m
Z"v<0]rN
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) C/@LZ OEL
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 I.jZ
wW!r
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 8l+H"M&|
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 k*Nr!Z!}
raUs%Y3
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 eV!L^>>>
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 ukAKFc^)k
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 @wN
G
主要的三个模块,有如下的关系: o( G"k
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 vmZ"o9-{#X
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 R.RSQk7;
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 ]k%PG-9
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 dl|gG9u4Q
以GDI模块为例,运行结果如下: P~ 0Jg#
V
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe :#{Xuy:
`!4,jd
Exports: F4C!CUI
veh
5}2
rd seg offset name 93Yn`Av;
............ {|<"C?
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data = !2NU
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data 7 &%^>PU7
............ :8f[|XR4\N
E3l*8F%<3
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 0!GAk
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 Jfhk@27T
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: v/QUjXBr
6 type offset target *I*i>==Z
&"E
lm
.......... DSyXr~p8
X_ TiqV
PTR 0442 imp GDI.351 >FF5x#^&c
i'HQQWd
.......... ;sOsT?)7$
w4};q%OBj
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。 \=e8%.#@J
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。 /bVZ::A&_
;y>a
nE}n{
三、动态汉化Windows原理 x4kWLy7Sz
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。 L8$1K &!
从Windows的模块调用机制,我们可以看到,Windows实际上是由包括在KERNEL、GDI、US ER等几个模块中的众多函数支撑的。那么,修改其中涉及语言文字处理的函数,使之能适应中文需要,不就能达到汉化目的了吗? Ib`-pRU;
因而,我们可以得出这样的结论:在自己的模块中重新编写涉及文字显示、输入的多个函数,然后,将Windows中对这些函数的引用,改向到自己的这些模块中来。修改哪些函数才能完成汉化,这需要深入分析Windows的内部结构,但CHINESE.DLL已明确无误地告诉了我们,在其数据段的重定位表中列出的引用函数,正是CStar修改了的Windows函数!为了验证这一思路, 我们利用RichWin作一核实。 #bnb': f
用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函数在GDI的第一代码段6139H偏移处(不同版本的Windows其所在代码段和偏移可能不一样)。然后,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +开发工具中的一个)检查GDI的Code1段,6139H处前5个字节是 B8 FF 05 45 55,经过运行Ri chWin 4.3 for Internet后,再查看同样的地方,已改为 EA 08 08 8F 3D。其实反汇编就知道,这5个字节就是 Jmp 3D8F:0808,而句柄为0x3D8F的模块,用HelpWalk能观察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一代码段( 模块名为TEXTMAN)。而偏移0808H处 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一个函数起始的地方,这实际上就是RichWin所重改写的ExtTextOut函数。退出Ri chWin后,再用HelpWalk观察GDI的Code1代码段,一切又恢复正常!这与前面的分析结论完全吻合!那么,下一个关键点就是如何动态修改Windows的函数代码,也就是汉化Windows的核心——"陷阱"技术。 b{Zpux+
pmc=NTr&<
四、"陷阱"技术 3=.Y,ENM;
讨论"陷阱"技术,还要回到前面的两个发现。发现之二,已能解释为修改的Windows函数,而发现之一却仍是一个迷。 On_@HQ/FI
数据段存放的是变量及常量等内容,如果这里面包含有重定位信息,那么,必定要在变量说明中将函数指针赋给一个FARPROC类型的变量,于是,在变量说明中写下:
6ghx3_%w
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; D ]03eu
果然,在自己程序的数据段中也有了重定位信息。这样,当程序调入内存时,变量FarPro cFunc已是函数ExtTextOut的地址了。 1= VJ&D;
要直接修改代码段的内容,还遇到一个难题,就是代码段是不可改写的。这时,需要用到一个未公开的Windows函数AllocCStoDSAlias,取得与代码段有相同基址的可写数据段别名, 其函数声明为: VD7i52xS
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); /f{$I
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 1%~ZRmd e
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): Im72Vt:p-
*(lpStr+wOffset) =0xEA; ot%.M*h-
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。 4B[D/kIg
//源程序 relocate.c E1V^}dn
J%rP$O$
#include <WINDOWS.H> X&\d)/Y
#include <dos.h> kI\tqNJ i
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); J./d!an
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); ~}9PuYaD@
typedef struct tagFUNC MXp3g@Cz
{ }F=^O[
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 IQ!Fv/I<
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 :7.Me;RA
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 a:rX9-**
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 JgfVRqm
}FUNC; &)9{HRP
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; hlbvt-C?}"
//Windows主函数 3{7T4p.G
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) TpfZ>d2
{ 7'p8a<x
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 5]Da{Wmgs
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 .IrNa>J~
WORD wOffset; //函数偏移 :z"!kzdJ
LPSTR lpStr; #?O&
LPLONG lpLong; #J\rv'
char lpNotice[96]; *|:Q%xr-
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 7L(eh7
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); eny/
fm
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); Ve 3 ;
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); B;#J"6w
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 @4+#Xd7"
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); m?CZQq,
lpStr=GlobalLock(hMemData); 4mYCSu14:`
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ?8V
UOx
//保存原函数要替换的头几个字节 epD?K
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); @tUoD>f
Func.lOld=*lpLong; "jg@w%~
*(lpStr+wOffset)=0xEA; +b$S~0n
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; #CUzuk&
GlobalUnlock(hMemData); QV|>4 ^1D
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); [:;# ]?
//将保留的内容改回来 C"uahP[Y
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); Y$
Fj2nk+
lpStr=GlobalLock(hMemData); -.I4-6~
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); h) (*q+a
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; IzLF'F
*lpLong=Func.lOld; N;sm*+r
GlobalUnlock(hMemData); cD}Sf>
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); eCbf9B
return 1; p^)B0[P9
} Z9`TwS@x[
WY
//自己的替代函数 [j,txe?n
Yg|lq9gD
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* -#:zsu
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) vRQOs0F;
{ GC@+V|u
BYTE NameDot[96]= =6 r:A<F!n
{ EM j;2!
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, Fzq41jiS
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, "eAy^,
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, L1m{]>{-
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, D/(CU#i"
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, *#U+qgA;`
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, _c(4o:
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, n`7f"'/:
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, P A;6$vqX
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, {d3<W N
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 B}?IEpYp
}; ;\;M =&{}
-1|iz2^N
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; PgM (l3x
HDC hMemDC; 1eS_
nLFw~
BYTE far *lpDot; N5U)*U'-u
int i; MmTC=/j
for ( i=0;i<3;i++ ) D1s4`V -
{ ?*"srE,#JX
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; 4$6T+i2E
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); is^pgKX
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); yl&UM
qI(
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); _`-1aA&n~
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); l1=JrpCan
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); AvJ,SQt
DeleteDC(hMemDC); gN6rp(?y
DeleteObject(hBitmap); wEW4gz{s
} csZc|kDI
return TRUE; VaONd0Z I
} zy'D!db`Z
9nSWE W
//模块定义文件 relocate.def wBk@F5\<
}YhtUWz].
NAME RELOCATE C(T;>if0NH
EXETYPE WINDOWS C#pZw[
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE >ezi3Zx^
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE rNOES3[~
HEAPSIZE 1024 Ard]147
EXPORTS N5zlT
Y]|:?G7l]
五、结束语 0u
B'g+MU`
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。