"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 WG6FQAo^8
@ezH'y-v
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。 {QcLu"?c
gVq;m>\|F
一、发现了什么? QMa;Gy
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。 k. MUdU^
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): n[ T[DCQ,
p7veQ`yNc
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v #MX'^RZ>2
.................................. =|M>l
,Sq/y~
6 type offset target ohF JZ'
BASE 060a seg 2 offset 0000 F~%]6^$w
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS //T>G_1
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES )PG6gZYW
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) T]t+E'sQ
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) mef<=5t
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) [5zx17'
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) ,sA[)wP {
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) G;v8$)Zj
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) #33fGmd[
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) jhXkSj
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) Q<h-FW8z
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) bvv|;6
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) xC*6vH]?
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) T*#/^%HSG
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) @ zs'Y8
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) ^T ?RK"p
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) U]^HjfX\
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) *AoR==:ya
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) O4r0R1VQM
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) NLUT#!Gr
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) P|.] DJ
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) ]w;rfn9D
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) -~v|Rt
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE uJFdbBDSh
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) fBRo_CU8!
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) biSz?DJ>
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) D2](da:]8)
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) N}pw74=1
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) [q/Abz'i
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) J6U$qi
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) \R|4( +]x
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) HG+%HUO$
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) ]bj&bk#
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) "OQ^U_
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) Qr^|:U!;[z
O\E /. B
35 relocations tE@;X=
&j4 xgh 9
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) a=DcZ_M
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 ^cczJOxB
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。 ^aH\7J@Y
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。 P%{^ i]
1QLbf*zeIW
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 FN\E*@>X=
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 @2Z#x
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。 i\KQ!f>A
主要的三个模块,有如下的关系: 7NDr1Z#B6V
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 3gv|9T
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 ]z l[H7
·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。 9cf:pXMi
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。 in~D
以GDI模块为例,运行结果如下: '+osf'&
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe )3~{L;q
V'kX)$
Exports: zUKmx y@
G'6@+$ppS
rd seg offset name Qp/QaVQ+
............ Tav*+
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data H*[M\gN$
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data X:6c}p%,!
............ &?q/1vLa
*MJX?
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。 _59huC.
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。 g=QDu7Ux
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: /lo2y?CS*
6 type offset target UD8op]>L
xZ6~Ma2z
.......... i%/Jp[e\W>
LG<J;&41~S
PTR 0442 imp GDI.351 J@4 Bf
fjU8gV
.......... $lLz3YS
Zy o[(`y
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。 c17_2 @N
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。 _tBTE%sO
S<4c
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三、动态汉化Windows原理
/% M/
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。 @^T1XX
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? eu(:`uu
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。 +tVaBhd!
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。 T;,cN7>>O
Cq'KoN%nQ
四、"陷阱"技术 hS)'a^FV
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。 huJ&]"C
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: jg.QRny^
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; Y8o)FVcyNy
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。 z"0I>gl
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: 8Le||)y,\
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); (>r[-Bft
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 Cq%IE^g<
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): )rekY;
*(lpStr+wOffset) =0xEA; D|Q#gcWp o
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。 ,6om\9.E@
//源程序 relocate.c 3wC' r
:.$3vaZ@
#include <WINDOWS.H> }[4r4 1[
#include <dos.h> ~g5[$r-u-u
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); 6"~P/\jP
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); r]b_@hT',
typedef struct tagFUNC ~S8* t~
{ !t gi
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 >U%gctIg
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 9 D7+[`r(-
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 i'#E)
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 1`a5C.v
}FUNC; C!fMW+C@
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; BFo5\l:q8
//Windows主函数 LUqB&,a}
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) X&7F_#s
{ &o,<ijJ:^m
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 P@9t;dZN
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 RLLTw ?]$
WORD wOffset; //函数偏移 cNM3I,o7
LPSTR lpStr; T[j#M+p
LPLONG lpLong; ZuS0DPS`L
char lpNotice[96]; iZM+JqfU|D
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); Q$="_y2cTA
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); kic/*v\6@
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); YgUvOyaQXf
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); 5u*-L_
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 'H
\9:7
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); 4:r!|PJn{G
lpStr=GlobalLock(hMemData); HbXPok
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); uf&myV7
//保存原函数要替换的头几个字节 [%77bv85.G
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); x
"^Xj]-
Func.lOld=*lpLong; P] UJ0b
*(lpStr+wOffset)=0xEA; "4uS3h2r
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; C/TF-g-_Y
GlobalUnlock(hMemData); e>(<eu~P
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); TWQG591
//将保留的内容改回来 f!!V${)X
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); X@K-^8
lpStr=GlobalLock(hMemData); P!+'1KR
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); cm&I* 0\
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; J6L K
*lpLong=Func.lOld; DX"xy
GlobalUnlock(hMemData); p2DrEId
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); 6~1|qEe6I
return 1; o1FF"tLkN
} y0'Rmk,
PYM(Xz$
//自己的替代函数 vK_?<>
a hR ^
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* A-T]9f9
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) 2JJ"O|Ibz
{ L1Iz<>
BYTE NameDot[96]= _Jme!Oaa
{ }Rz3<eON
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, %jJ>x3$F
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, 9hOJvQ2U]
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, %we u 1f
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, J|w\@inQ
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, V>A.iim
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, @+ BrgZv`
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, ?q;Fp
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, ReM=eS
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, S5G6Rj@W
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 #m{UrTC
}; |aT| l^2R@
UG'9*(*
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; #ZYVc|sT+
HDC hMemDC; k;w- E
BYTE far *lpDot; .)<(Oj|4
int i; rz@=pR :
for ( i=0;i<3;i++ ) -lhLA`6_R
{ nIU 6h
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; 1rkE yh??
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); B:!W$<
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); Z(Bp 0a
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); ~[\_N\rm
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); jC7&s$>Q"g
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); IFDZfx
DeleteDC(hMemDC); Y@b.sMg{
DeleteObject(hBitmap); l)!n/x_ !
} 8erSt!oM
return TRUE; >|twyb
} "QWq_R
)tl.s)"N
//模块定义文件 relocate.def +TQ47Zc
hA33K #bC
NAME RELOCATE *g[^.Sg
EXETYPE WINDOWS /Rg*~Ers
*
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE )w0AC"2O~
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE p TeOW9
HEAPSIZE 1024 "87ghj_}
EXPORTS [BT/~6ovrZ
!-,t'GF(
五、结束语 FvJd8kV
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。