"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 }IN_5o((
-(w~LT$ "
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。 zw:C*sY
z"K(
bw6
一、发现了什么? q{GSsDo-:V
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。 p%"yBpSK
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): b;L>%;
}E5#X R
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v ay(!H~q_U
.................................. )@qup _M@
(a}
6 type offset target fcICFReyV
BASE 060a seg 2 offset 0000 W3/ 7BW`
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS
^ MT9n
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES ChTXvkdH
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) ,iVPcza
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) +SQjX7]%
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) kV ,G,wo
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) Lq-33#n/
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) |:9Ir^
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) A*;?U2
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) cVay=5].
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) o}=.
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) ?Hi}nsw
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) sc8DY!|OYN
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) Mjj}E
>&
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) `x}
Dk<HF
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) 3}4p_}f/[4
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) =#(0)p$EC
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) i7nL_N
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) ole|J
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) 'qV3O+@MF
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) HmExfW
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) &|N%#pYS
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) vWl[l
-E
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE D#7_TKX
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) }t|Plz
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) 5#0e={X
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) Ud#X@xK<h
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) T^$g N|
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) rKzlK 'U
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) P>Q{He:
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) 85D^@{
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) q[G/}
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) #9`r XEz
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) (`6%og#8
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) B:-U`CHHQ
-@2'I++"@
35 relocations A)Qh
{y-2
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) 1TNz&=e
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 ;cI#S%uvpn
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。 i-,D_
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。 0/\PZX+
't(}Rq@
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 'Y!pY]Z
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 {7?9jEj
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。 7]|zkjgI
主要的三个模块,有如下的关系:
\Mb(6~nC
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 hCM8/Vvx6
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 j1YH9T#|D
·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。 a@#Q:O)4
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。 ]U,CKJF%/
以GDI模块为例,运行结果如下: x_==Ss
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe )nwZ/&@
H&X:!xa5
Exports: >z=Ou<,
Zx+cvQ
rd seg offset name rH_Jh}Y
............ f.oP
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data {l2N&
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data j z~[5m}J
............ ;8P_av}C
[ -ISR7D
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。 pI7Ssvi^
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。 Q.,DZp
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: 74K)aA
6 type offset target W+gpr|R2
^qxdmMp)l
.......... A&?}w_|9
upypxC
PTR 0442 imp GDI.351 l'U1
01M>F
AnNPTi
.......... akT|Y4KxD
Y@Y`gF6F
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。 #{!O,`qD
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。 -(*nSD9
lv4(4$T
三、动态汉化Windows原理 ]cIu|bRO
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。 ~,ynJ]_aJB
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? ./l|8o
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。 .APVjqG
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。 bV@7mmz:X+
Wo{K}
四、"陷阱"技术 0G5'Y;8
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。 x>%joKY[
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: E0QPE5_
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; @(-yrU
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。 +?;j&p
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: n)#Lh
7X"
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); Xo Y7/&&
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 :NuR>~
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): rvic%bsk
*(lpStr+wOffset) =0xEA; `(!NYx
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。 `<^*jB@P
//源程序 relocate.c Z,WubX<
%e{(twp
#include <WINDOWS.H> f=o4I2Y[
#include <dos.h> <Nex8fiJ9
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); pI>*u ]x
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); "u;YI=+
typedef struct tagFUNC I!0JG`&
{ p1D()-
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 9?
2
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 lUv =7"
[
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 1}!L][(
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 P-'_}*wxi
}FUNC; "cMNdR1^,y
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; /7gi/uh~-(
//Windows主函数 ?Ko|dmX
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) gg[9u-
{ |3;(~a)%
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 p<KIF>rf|
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 =_
y\Y@J
WORD wOffset; //函数偏移 %c X"#+e
LPSTR lpStr; >,"sHm}l%
LPLONG lpLong; ,=|4:F9
char lpNotice[96]; `
W4dx&
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 5Z{_m;I.
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 4T`&Sl
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); }c%
pH{HI
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); KiAcA]0
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 O8lFx_N7Q
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); )iU^&@[S
lpStr=GlobalLock(hMemData); FXahZW~Ol
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); J &YQ]l
//保存原函数要替换的头几个字节 =g~W%})
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); +tt9R_S
Func.lOld=*lpLong; zAs&%OjG
*(lpStr+wOffset)=0xEA; A59gIp*>
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; MzzKJ;wbC6
GlobalUnlock(hMemData); ^e%}[q[>|
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); r`6:Q&&
//将保留的内容改回来 3qi_]*dD
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode);
XP-C
lpStr=GlobalLock(hMemData); q8xd*--#
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); hj!+HHYSk
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; c@R; /m:R
*lpLong=Func.lOld; \a))
GlobalUnlock(hMemData); uZIJoT
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); 8>N wCjN
return 1; !msNEE@[
} M2@;RZ(|
?n]FNjd
//自己的替代函数 mS%4gx~~_n
lb~E0U`\E`
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* MBw-*K'?zB
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) CPviR<ms_
{ K2rzhHfb
BYTE NameDot[96]= cp6WMHLj
{ >72JV;W]
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20,
!tNd\}@
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, ONX8}Ob~
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, +e P.s_t
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, por/^=e{Y
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, 2YOKM#N]
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, s_ bR]G
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, DlTR|(AL
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, w?LrJ37u
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, *:hyY!x
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 `rb>K
}; 4(cJ^]wb ^
g"hJ{{<
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; vl:J40Kfn
HDC hMemDC; 'bu )M1OLi
BYTE far *lpDot; >t <pFh
int i; &@v<nO-
for ( i=0;i<3;i++ ) t'1Y@e
{ YF[f Z
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; 9V
0}d2d
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); N|:'XwL
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); 0CAa^Q^w
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); qp p/8M
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); $t/rOo9cV
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); bRo|uJ:d
DeleteDC(hMemDC); d]wD[]
DeleteObject(hBitmap); 86qI
} PmX2[7
return TRUE; sL^yB
} h<6UC%'ac
2/7_;_#vJ%
//模块定义文件 relocate.def h7yqk4'Lq
Ev9> @~^
NAME RELOCATE }-DE`c
EXETYPE WINDOWS izZ=d5+K
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE D'_Bz8H!p
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE }< 5F
HEAPSIZE 1024 C~4PE>YtTv
EXPORTS %.HJK
pz|'l:v^
五、结束语 E JK0
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。