"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 nr<}Hc^f-
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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。 b#/V;
0+VncL)u
一、发现了什么? 1@1+4P0NF[
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。 U|y;b+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): 3:02`;3
6T}
CPDRq
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v '&_y*"/c
.................................. Up1$xLSl
c (_oK ?
6 type offset target 5 b#"
G"
BASE 060a seg 2 offset 0000 mcP{-oJ0W
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS : .FfE
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES \\E_W9.u
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) 8CN7+V
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) V29S*
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) eNlF2M
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) J*^,l`C/
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) 4N%2w(,+8
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) Z!s>AgH9u
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) goBKr: &]w
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) 0k]ju
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) hM1&A
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) @wAr[.lZ
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) / ut~jf`
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) UG^?a
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) *x#&[>
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) /pSUn"3
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) /v|68x6
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) ba:mO$
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) CHdet(_=v
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) r['=a/.C
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) F]dd>#
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) {W:)oh>
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE dl3LDB
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) /!&b'7y
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) edImrm1f
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) 99+/W*C
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) R;Gl{
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) `|ck5DZT5L
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) 6S+K*/w
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) oE|u;o
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) X'3`Q S:!
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) J*6n6
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) 2gC&R1H
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) R>YMGUH~w
f@xfb
ie!
35 relocations k1 LtqV
Y/eN)
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) )2<B$p
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 ^%'tD
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 >w]k3MC
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 w7*b}D@65\
IW] 841
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 ~gLEh tW
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 }TAGr 0
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 )2^/?jK
主要的三个模块,有如下的关系: 8ZDqqz^C0
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 .xc/2:m9
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 ]`i@~Z h\
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 p*W ZY=Q
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 @qr3v>3X<
以GDI模块为例,运行结果如下: E't G5,/m
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe lo]B5_en
~"<VUJ=Ly:
Exports: Ppo^qb
,ovv
rd seg offset name (J;zk b
............ g ]PLW3
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data fE7a]REK
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data JXy667_
............ /K<GN7vN
J^+$L"K
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。 by:xD25
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。 >-@{vyoOy
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: %OfDTs
6 type offset target -z~ V
3PR7g
.......... *a0I Z
>"$-V Y6 i
PTR 0442 imp GDI.351 c:,{O0 #
&t%&l0
.......... J-%PyvK$?
4Z
T
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。 '14l )1g.
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。 Gp3t?7S{T
4kY{X%9
三、动态汉化Windows原理 x;?1#W
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。 5SWX v+
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? CO)b'V,
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。 ]v,y(yl
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。 mX_Uhpw?t
~9/nx|%D
四、"陷阱"技术 t-|=weNy
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。 'JKvy(n>
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: u1|Y;*
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; q D>Y}Z!
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。 A`U 2HC
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: BaHgc 4zI
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); rM~IF+f0XD
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 @LMV ?
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): !=Vh2UbC3
*(lpStr+wOffset) =0xEA; Z
a
y'/b
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。 qA_DQ):
//源程序 relocate.c /:L&uqA
GC#95
#include <WINDOWS.H> S0QU@e
#include <dos.h> AJ1$$c
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); z'}t@R#H
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); :IKp7BS
typedef struct tagFUNC 89e.\EH
{ ;\&bvGj8V
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 f'yd{ihFp
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 e$+? v2.
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 n\)f.}YD8d
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 zm S-s\$,
}FUNC; m?CjYqvf
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; $MEbePxe
//Windows主函数 {]m
e?I
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) -a^sX%|Bl
{ =ir;m
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 XV9'[V
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 s#Y7*?Sm
WORD wOffset; //函数偏移 CvSG!l.6f<
LPSTR lpStr; RKZk/ly
LPLONG lpLong; gR6T]v
char lpNotice[96]; c+M@{EbuN
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); J0) WRn"h
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); z+B
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); W p*
v Vv
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); ^?VT y5yp
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 0`Qs=R`OM
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); +fR`@HI
lpStr=GlobalLock(hMemData); Xwq2;Bq
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); iQj{J1V
//保存原函数要替换的头几个字节 E|}Nj}(*
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); rG%_O$_dO
Func.lOld=*lpLong; b,V=B{(~
*(lpStr+wOffset)=0xEA; oDDH;Q"M(
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; wDTV /"Y
GlobalUnlock(hMemData); g
wiC ,
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); 2Yf;b9-k
//将保留的内容改回来 %+JTQy
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode);
EHM 7=|#
lpStr=GlobalLock(hMemData); _4#psxl[M
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); o;P;=<
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; 'WgwLE_
*lpLong=Func.lOld; o|im
GlobalUnlock(hMemData); o)
?1`7^BA
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); t/BiZo|zl
return 1; <iqyDPj
} -~aEqj#?
juZ3""
//自己的替代函数 _NN{Wk/3w
`d;izQ1_=
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* ,Yt&PE
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) *Bz&