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动态汉化Windows技术的分析

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"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 k-b0Eogp]  
c?NXX&  
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。 9aE!! (E  
6_# >s1`R  
一、发现了什么? t(|\3$z  
笔者多年来一直从事Windows下的软件开发工作,经历了Windows 2.0 、 3.0 、3.1 ,直至Windows 95、NT的成长过程,也遍历了长青窗口、长城窗口、DBWin、CStar、RichWin等多个Windows汉化产品。从现在看来,影响最大也最为成功的,当推四通利方的RichWin;此外,中文之星CStar与RichWin师出一门,其核心技术自然也差不多。其对外宣传采用独特的"陷阱" 技术即动态修改Windows代码,一直是笔者感兴趣的地方。 x]gf3Tc58  
EXEHDR是Microsoft Visual C++开发工具中很有用的一个程序,它可以检查NE(New-Exe cutable)格式文件,用它来分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就会发现与众不同的两点(以CStar 1.20为例): EfR3$sp  
V.RG= TVS  
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v ;@$B{/Q  
.................................. %y/8i%@6  
#*[G,s#t^  
6 type   offset target :Q\{LBc  
BASE   060a seg   2 offset 0000 4$=Dq$4z  
PTR   047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS x*A_1_A  
PTR   059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES Ifm|_  
PTR   0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) 8tM40/U$  
PTR   0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) qe!\ oh  
PTR   04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) S 'jH  
PTR   04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) u*ZRU 4 U  
PTR   04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) fBptjt_  
PTR   05f5 imp USER.430   ( LSTRCMP ) TqM(I[J7\  
PTR   04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) etEm#3  
PTR   0514 imp USER.431   ( ANSIUPPER ) =?} t7}#  
PTR   0523 imp USER.432   ( ANSILOWER ) :n:Gr?  
PTR   05aa imp GDI.56     ( CREATEFONT ) <MlRy%3Z  
PTR   056e imp USER.433   ( ISCHARALPHA ) |d* K'+  
PTR   05b9 imp GDI.57     ( CREATEFONTINDIRECT ) '= _}&  
PTR   057d imp USER.434   ( ISCHARALPHANUMERIC ) z@nJ-*'U8  
PTR   049c imp USER.179   ( GETSYSTEMMETRICS ) pm-SDp>s  
PTR   0550 imp USER.435   ( ISCHARUPPER ) tkFGGc}w\  
PTR   055f imp USER.436   ( ISCHARLOWER ) do2~LmeW  
PTR   0532 imp USER.437   ( ANSIUPPERBUFF ) N|v3a>;*l  
PTR   0541 imp USER.438   ( ANSILOWERBUFF ) n_Ht{2I  
PTR   05c8 imp GDI.69     ( DELETEOBJECT ) 2[W1EQI  
PTR   058c imp GDI.70     ( ENUMFONTS ) 5y. n  
PTR   04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE S?W!bkfn  
PTR   05d7 imp GDI.82     ( GETOBJECT ) G &'eP  
PTR   048d imp KERNEL.74   ( OPENFILE ) Xi]WDH \  
PTR   0460 imp GDI.91     ( GETTEXTEXTENT ) Mb6 #97  
PTR   05e6 imp GDI.92     ( GETTEXTFACE ) s^X(G!V{c  
PTR   046f imp GDI.350   ( GETCHARWIDTH ) btC 0w^5  
PTR   0442 imp GDI.351   ( EXTTEXTOUT ) @?A39G{  
PTR   0604 imp USER.471   ( LSTRCMPI ) f3>8ZB4  
PTR   04f6 imp USER.472   ( ANSINEXT ) f#RI&I\  
PTR   0505 imp USER.473   ( ANSIPREV ) Mt@P}4   
PTR   0424 imp USER.108   ( GETMESSAGE ) ?d*0-mhQ,  
PTR   0433 imp USER.109   ( PEEKMESSAGE ) Dl kHE8r\  
(GVH#}uB  
35 relocations =|lKB;  
NzmVQ-4  
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) Fg3VD(D^U  
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 +UxhSFU  
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。 l:O6`2Z  
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。 17Q1Xa  
:>U2yI  
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 %z6.}4h  
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 '1lr "}"Q+  
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。 5 } 9}4e  
主要的三个模块,有如下的关系: X]J]7\4tF\  
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 7gR8Wr ^  
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 =(f+geA"hm  
·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。 'E2\e!U/  
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。 e Ir|%  
以GDI模块为例,运行结果如下: W|K"0ab  
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe }s_'q~R  
1nv#Ehorg  
Exports: S4j`=<T,  
b_&;i4[  
rd seg offset name o#KGENd  
............ /P~@__XN  
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data sN^3bfi!i  
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data &+?JY|u  
............ @(Mg>.P  
\bze-|C  
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。 r7z8ICX'q  
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。 ,~ D_T  
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: 6N}>@Y5  
6 type offset target `mro2A  
-jc8ku3*  
.......... (3YI>/#  
^`Tns6u>  
PTR 0442 imp GDI.351 ~c~$2Xo  
PiD%PBmUl  
.......... =9UR~-`d\  
3s iWq9 .  
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。  rO]7 g  
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 ;-=Q6Ms8  
;2||g8'  
三、动态汉化Windows原理 -c-#1_X5  
我们知道,传统的汉化Windows的方法,是要直接修改Windows的显示、输入、打印等模块代码,或用DDK直接开发"中文设备"驱动模块。这样不仅工作量大,而且,系统的完备性很难保证,性能上也有很多限制(早期的长青窗口就是如此),所以只有从内核上修改Windows核心代码才是最彻底的办法。 C WJGr:}&  
从Windows的模块调用机制,我们可以看到,Windows实际上是由包括在KERNEL、GDI、US ER等几个模块中的众多函数支撑的。那么,修改其中涉及语言文字处理的函数,使之能适应中文需要,不就能达到汉化目的了吗? {Mc^[}9  
因而,我们可以得出这样的结论:在自己的模块中重新编写涉及文字显示、输入的多个函数,然后,将Windows中对这些函数的引用,改向到自己的这些模块中来。修改哪些函数才能完成汉化,这需要深入分析Windows的内部结构,但CHINESE.DLL已明确无误地告诉了我们,在其数据段的重定位表中列出的引用函数,正是CStar修改了的Windows函数!为了验证这一思路, 我们利用RichWin作一核实。 :` >|N|i  
用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函数在GDI的第一代码段6139H偏移处(不同版本的Windows其所在代码段和偏移可能不一样)。然后,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +开发工具中的一个)检查GDI的Code1段,6139H处前5个字节是 B8 FF 05 45 55,经过运行Ri chWin 4.3 for Internet后,再查看同样的地方,已改为 EA 08 08 8F 3D。其实反汇编就知道,这5个字节就是 Jmp 3D8F:0808,而句柄为0x3D8F的模块,用HelpWalk能观察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一代码段( 模块名为TEXTMAN)。而偏移0808H处 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一个函数起始的地方,这实际上就是RichWin所重改写的ExtTextOut函数。退出Ri chWin后,再用HelpWalk观察GDI的Code1代码段,一切又恢复正常!这与前面的分析结论完全吻合!那么,下一个关键点就是如何动态修改Windows的函数代码,也就是汉化Windows的核心——"陷阱"技术。 SF.4["$  
s)#8>s-  
四、"陷阱"技术 {{b&l!  
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。 RbUhLcG5  
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: 0n25{N  
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; 0f.rjd  
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。 d\Xi1&&  
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: cd8~y  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); cPh U q ET  
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 H6ff b)&  
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): Byf5~OC  
*(lpStr+wOffset) =0xEA; ;[*jLi,uc  
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。 @1#QbNp#  
//源程序 relocate.c /"A)}>a  
f\sxx!kt  
#include <WINDOWS.H> wYtL1D(  
#include <dos.h> kG:,Ff>  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); q=bW!.#?  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); ]I9Hbw  
typedef struct tagFUNC ~]HeoQK  
{ 6iwIEb  
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 z4f\0uQ  
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 [#y/`  
BYTE   bOld;     //保存原函数第一字节 AtRu)v6r  
LONG   lOld;     //保存原函数接后的四字节长值 O$}p}%%y7  
}FUNC; v\Zni4  
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; tGGv 2TCEy  
//Windows主函数 T+z]ztO  
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) Z:VqBqK  
{ {@1C,8n;  
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 [h "*>J{  
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 d52l)8  
WORD   wOffset;   //函数偏移 VUXG%511T  
LPSTR lpStr; V[f-Nj Kf  
LPLONG lpLong; +u%^YBr  
char   lpNotice[96]; UUy%:t  
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); K!/"&RjW.  
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); Z:3N*YkL  
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); oQgd]| v  
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); y5_`<lFv  
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 WvG0hts=[  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); cE}R7,y  
lpStr=GlobalLock(hMemData); z?$F2+f&  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); {HKd="%VG  
//保存原函数要替换的头几个字节 ncg5%(2  
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); (Dr g  
Func.lOld=*lpLong; > Y <in/  
*(lpStr+wOffset)=0xEA; `ReTfz;o  
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; QJc3@  
GlobalUnlock(hMemData); TJ@@k SSbl  
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); 3F'{JP  
//将保留的内容改回来 H`/Q hE  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); =5NrkCk#V  
lpStr=GlobalLock(hMemData); 5'f4=J$Z)  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); Z$R6'EUb1  
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; 9-;ujl?{  
*lpLong=Func.lOld; R<VNbm;  
GlobalUnlock(hMemData); -.A%c(|Q  
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); .Ap-<FB  
return 1; 5~T`R~Uqb  
} BKDs3?&  
{9sA'5  
//自己的替代函数 )Lht}I ]:  
I`"8}d@Jm  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* J+f .r|?  
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) rj qX|  
{ Ju3-ZFUS4  
BYTE NameDot[96]= "0o1M\6Z  
{ aY8"Sw|4  
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, >jEn>H?  
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, (vm &&a@  
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, fMe "r*SU  
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, ugexkdgM  
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, |FZ)5  
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, 74YMFI   
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, =a>a A Z  
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, QjH;'OVt  
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, y=i_:d0M  
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 ?! >B}e&,  
};  |4uH  
yX%T-/XJ  
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; .<zW(PW  
HDC   hMemDC; KK; 3<kX  
BYTE far *lpDot; !g}?x3  
int   i; ~_WsjD0O  
for ( i=0;i<3;i++ ) pEk^;  
{ ,Y&LlB 2  
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; Le3H!9lbc  
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); ,i>u>YNZ  
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); 3-cCdn  
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); L3:dANG  
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); b_= $W  
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); Xd%c00"U  
DeleteDC(hMemDC); +jzwi3B`  
DeleteObject(hBitmap); O]{3aMs!Y  
} VU+`yQp  
return TRUE; $0WO 4C%M  
} TWF6YAQ m  
oTOr,Mn0\6  
//模块定义文件 relocate.def &$yC +cf  
n4Fh*d ixg  
NAME     RELOCATE {awv= s  
EXETYPE   WINDOWS .`Ey'T_  
CODE     PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE ?sQOz[ig;  
DATA     PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE ;,T3C:S?  
HEAPSIZE 1024 %H=d_Nm{  
EXPORTS C?@vBM}  
n_;qB7,,  
五、结束语 lz>YjK:  
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。
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