"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 Z[G:
'RzzLk|$
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。 }/g1s71
;|AyP
一、发现了什么? C[s='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。 D9;s%
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): I_3{i`g
SPo}!&p$~
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v SnFAv7_
.................................. <0!)}O
m 7/b.B}
6 type offset target ZDTp/5=?K/
BASE 060a seg 2 offset 0000 H&h"!+t(#
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS l$DQkbOj
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES 2'5u}G9
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) {bMOT*X=A
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) sQgJ`+Y8_
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) _a-At
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) BX-fV|
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) BZ}_
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) !B:wzb_
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) tq&CJvJ4
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) |$&v)
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) t>%+[7?6
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) TT3\c,cs
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) 66Bx,]"6
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) thrv_^A
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) -cL wjI
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) *@zya9y9q
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) vd#BT$d?
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) Rs;Y|W4'
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) DE!P[$J
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) @lTd,V5f
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) I6RF;m:Jw
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) >@?`n}r|
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE r>Cv@4/j
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) ]D&\|,,(
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) =v49[i
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) {^_K
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) :BpXi|n;
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) [['
(,,r
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) ;$/]6@bqB
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) 5[|ZceY
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) $
nHf0.V1
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) *(CV OY~
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) _8&a%?R@W
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) V6uh'2
U]64HuL
35 relocations prO ~g
QM4O|x[
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) Bf8[(oc~
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 `!l Qd}W
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。 yLEAbd%+
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。 re@;6o
9Z
lfY1=
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 *r].EBJ\
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 @\|Fd)
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。 ?C* }NM
主要的三个模块,有如下的关系: 3eR c>^wh
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 pv@w 8*
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 NXSjN~aG2
·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。 "T1A$DKw+R
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 Z^6qxZJ7
以GDI模块为例,运行结果如下: <P0&!yN
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe 'QQa :3<x
gRg8D{
Exports: ?d`j}
(\M+E
tU<9
rd seg offset name
%eW2w@8]
............ IyoitIbLl
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data NQIbav^5
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data h_\OtoRa
............ P`OZoI$bV
(Ky$(Ubb#6
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。 kadw1sYj
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。 U)] }EgpF
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: ^|ul3_'?
6 type offset target ewVks>lbz
aqKrf(Rv
.......... OTD<3Q
q
I
T gzD"d
PTR 0442 imp GDI.351 SshjUNx
LZz]4Mf
.......... ,QPo%{:p
!m6=Us
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。 UX@8
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。 k]~|!`
Oz-@e%8L
三、动态汉化Windows原理 )}i|)^J
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。 ,Y`TP4Ip
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? g
[c^7
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。 i9v|*ZM"
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。 a}V<CBi
!a^'Jbb
四、"陷阱"技术 *nlDN4Y[
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。 h=ben&m
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: 2!?=I'uMA
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; DT3koci(
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。 wPxtQv
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: Oj#/R?%,X
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); 9@wmngvM*Y
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 x bD]EC
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): 2k+u_tj>
*(lpStr+wOffset) =0xEA; 1)J'
pDa
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。 yQE9S+%M
//源程序 relocate.c lX/:e=
SY$%)(c8kL
#include <WINDOWS.H> gp NAM"
#include <dos.h> HiSNEp$-4$
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); N7-LgP
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); J
Mm'JK?
typedef struct tagFUNC Ypwn@?xeP
{
J7p?9
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 ?b x ak
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 )}1S
`*J/O
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 S3gd'Bahq
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 ky I~
}FUNC; KEo?Cy?%ff
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; L16">,5
//Windows主函数 *}=z^;_oq
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) 7.bPPr&
{ d'[]
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 +u;RFY^
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 `!y/$7p
WORD wOffset; //函数偏移 &VT O9d
LPSTR lpStr; lK3{~\J-
LPLONG lpLong; S3ZIC\2
char lpNotice[96]; .svlJSx
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); A>%mJ3M
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); Le*gdoW .
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); @P/6NMjZ^
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); G-5ezVli
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 .x][ _I>
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); m.ejGm?
lpStr=GlobalLock(hMemData); W~Q;R:y
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); tf6 Zz[
//保存原函数要替换的头几个字节 (lt{$0
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); z4 KKt&
Func.lOld=*lpLong;
,P^4??' o
*(lpStr+wOffset)=0xEA; l!j,9wz7
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; 0ni/!}YP_
GlobalUnlock(hMemData); OPC8fX5.
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); j> dL:V&`
//将保留的内容改回来
liPaT
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); F&a)mpFv3c
lpStr=GlobalLock(hMemData); V z-]H]MW,
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ?[2>x{5Z
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; gbziEjRe
*lpLong=Func.lOld; 4P^CqD&i
GlobalUnlock(hMemData); zo:NE00
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); lQ#='Jqfp
return 1; vfdTGM`3
} LL+PAvMg
75eZhs[b
//自己的替代函数 "mc ]^O
c+501's
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* ,M=s3D8C
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) 9*2^2GR^;
{ G{gc]7\=Cd
BYTE NameDot[96]= $^`@ lyr
{ Lmw4
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, L u1pxL
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, dgT(]H
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84,
W^)'rH
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, >1 hhz
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, ^J)0i_RS
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, *vOk21z77d
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, _kdt0Vr,L
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, ;lf $)3%[
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, m(IyW734I
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 $8`"
}; SLda>I(p7&
qK]Om6 a~
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; Fb6d1I^wR
HDC hMemDC; V#X<Yt
BYTE far *lpDot; yaPx=^&
int i; aUq2$lw1
for ( i=0;i<3;i++ ) JC
iB;!y
{ 8~AL+*hn
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; N5.kDT
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); A~H@0>1
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); 8=OpX,t(
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); %Ot*k%F
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); P DwBSj
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); ;cGY
DeleteDC(hMemDC); p\DSFB
DeleteObject(hBitmap); p#6tKY;N
} #U.6HBuQa
return TRUE; 395`Wkv
} ?{\h`+A
h!?rk|
//模块定义文件 relocate.def ^.c<b_(=h
MH|R @g
NAME RELOCATE ydMSL25<+
EXETYPE WINDOWS TT={>R[B
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE tgY/8&$M
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE u>/Jb+
HEAPSIZE 1024 Ho1 V)T>
EXPORTS $E}N`B7
77-G*PI*I
五、结束语 ^O,r8K{1n
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。