"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 e9 5Lo+:f
V0.vQ/
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。 vB|hZTW
f:|1_ j
一、发现了什么? q{I%Q)t)gU
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。 j2.|ln"!
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): {19PL8B~}
)SRefW.v
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v u9GQU
.................................. A _
N;
;jvBF4Lb>
6 type offset target ]kRfB:4ED
BASE 060a seg 2 offset 0000 JNYFD8J~
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS g:D>.lKd
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES A) %/[GD2
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) `nv~NLkl
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) a# y;dK
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) q#ClnG*
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) %D}kD6=
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) ?o4C;
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) T?soJ]A
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) #TX/aKr:
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) #Z`q+@@]A
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER )
+wvWwie
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) zrL$]Oy}x
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) M!A}NWF
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) .4M.y:F
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) eH3JyzzP,
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) >WQMqQ^t@
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) )3Iz (Ql
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) [.'|_l
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) 5k3 b3&
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) YY((V@|K
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) ]&xk30
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) ?{|q5n
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE UkT=W!cq
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) C] eSizS.
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) '}JhzKNj
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) j4qR(p(vC
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) J^nBdofP
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) 6]_pIf
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) H*QIB_
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) +xSHL|:b
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) m!4ndO;0vh
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) lL3khJ:%
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) 4(~L#}:r!
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) DiScFx|rE
EXwo,?I
35 relocations " 4K(jXq|
Lh"<XYY
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) pV
+|o.<C
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 w%VU/6~
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 Av$^
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。 1N^[.=
-MO#]K3<
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 :O?MSS;~
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 k\YG^I
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。 `PdQX.wN
主要的三个模块,有如下的关系: w d^':
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 !t%j?\f
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 P[#e/qnXu|
·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。 o\<ULW*
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。 OwUhdiG
以GDI模块为例,运行结果如下: Ar|0b}=)>
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe }DEg-j,F
9J*\T(W
Exports: bv9]\qC]T<
Sh~dwxp*"
rd seg offset name dA`IEQJL
............ 3!Ij;$
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data gQelD6c
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data d>&,9c%
............ s1$nvTzBr
|y#
Jx
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 "a>q`RaIQ"
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 +I:Unp
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: 7qLpZ/
6 type offset target '!cCMTj
KKPh~ThC
.......... &yTqZ*Yuk
9:[ 9v
PTR 0442 imp GDI.351 ]z;I_-
?.-wnz
.......... o>i4CCU+
/cdC'g
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 R)(T^V`{
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 kT66;Y[
m6K}|j
三、动态汉化Windows原理 Bz-c$me1
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。 F>6|3bOR
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? x0D*U?A
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。 VUGmi]qd
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。 $}q23
f#"J]p
四、"陷阱"技术 sA/D]W.P
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。 x8\?}UnB
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: d-ZJL6-
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; #PW9:_BE
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。 FP`b>E qOH
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: v2\FA(BPn
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); e8!5I,I
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 m%?pf2%I#
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): rjAn@!|:+
*(lpStr+wOffset) =0xEA; N7QK>
"a
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。 w"|L:8
//源程序 relocate.c El".I?E*
9Cp-qA%t
#include <WINDOWS.H> [z\$?VJspQ
#include <dos.h> EIAc@$4
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); g\:[
55;8
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); Xp% v.M
typedef struct tagFUNC :zbQD8jv
{ |\t-g"~sN
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 {.|CdqwY
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 glxsa8
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 ~2N"#b&J
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 a:`E0}C
}FUNC; 6=/F$|
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; mb3"U"ohs
//Windows主函数 [;yOBF
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) w<3#1/g!2B
{ gp?uHKsM
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 EwT"uL*V;
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 [Ek7b*
WORD wOffset; //函数偏移 >dD@j:Qc
LPSTR lpStr; FUb\e-Q=
LPLONG lpLong; EjR9JUu
char lpNotice[96]; ,HV(l+k {|
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); vX"*4m>b?+
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); n\'4
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); yYYSeH
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); &64h ;P<
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 vWv"
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); [ /b2=>
lpStr=GlobalLock(hMemData); |F[+k e
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); m,w A:o$'
//保存原函数要替换的头几个字节 KC6.Fr{
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); L}b.ulkMD
Func.lOld=*lpLong; 5m 4P\y^a
*(lpStr+wOffset)=0xEA; 5PJhEB
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; pa3{8x{9m
GlobalUnlock(hMemData); Tv=mgH=b
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); 'KL0@l
//将保留的内容改回来 JR21>;l#2
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); @n /nH?L
lpStr=GlobalLock(hMemData); j2[+ztG
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); p)-^;=<B3
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; a#k6&3m&
*lpLong=Func.lOld; k%#EEMh
GlobalUnlock(hMemData); hWLA<wdb
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); + GN(Ug'R
return 1; *OsQ}onv
} ;[YG@-"XZ
[l??A3G
//自己的替代函数 Q"d^_z]K
xm~`7~nFR
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* 3jU&zw9
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) -d/
=5yxL
{ _J#zY-j
BYTE NameDot[96]= Qd{CMmx
{ AV]2euyn
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, U'_Q>k
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40,
Pmx-8w
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, I$G['`XX/
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, qYQl,w
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, f'RX6$}\1X
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, T&bYa`f]
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, SKN`2[ahD
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, adcE'fA<_
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, Wvh#:Z
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 d7y[0<xM
}; Ll't>)
fTec
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; t{9GVLZ
HDC hMemDC; v{4$D~I
BYTE far *lpDot; T?0eVvM
int i; FD
#8mg
for ( i=0;i<3;i++ ) ^{`exCwMx
{ .~;\eW [
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; 9.-S(ZO
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); RtS+<^2a;
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); M|h3Wt~7
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); .p[ux vp
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); 'IQ0{&EI
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); 8TKnL\aar
DeleteDC(hMemDC); ]_gU#,8
DeleteObject(hBitmap); cV6D<,)
} C}Cs8eUn
return TRUE; (?c"$|^J
} ZMlm)?m
+ &Eqk
//模块定义文件 relocate.def r l%
FW4<5~'
NAME RELOCATE 6nvz8f3*r]
EXETYPE WINDOWS C,r;VyW6BI
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE M6jy\<a
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE 4+8@`f>s
HEAPSIZE 1024 cm+Es6;
EXPORTS {!L~@r
=dKtV.L
五、结束语 n-;`Cy`k
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。