"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 1iqgTi>
+;@R&Y
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。 ak}ke
F+zHgE
一、发现了什么? qCk`398W
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。 (Gzq 1+B
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): Ey&A\
gvjy'Rm
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v >0N$R|B&
.................................. (F R
K#v @bu:'
6 type offset target sN[<{;K4
BASE 060a seg 2 offset 0000 LD|T1.
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS *bcemH8f
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES ywjD.od"v
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) 4}Os>M{k
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) v{SYz<(
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) tPJU,e)
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) /#x0?d{5
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) ;cv\v(0
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) )1 0aDTlr
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) OJ\j6owA
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) a$11u.\q+
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) p|>/Hz1v
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) pkIJbI{aS
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) (:#4{C
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) W}^>lM\8
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) on\ahk, y]
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) B`%%,SLJ
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) L@ N\8mf
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) Qmv8T
^+
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) I7#+B1t
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) A{hST~s
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) }N3Ur~X\
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) (a|Wq{`[
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE \$8p8MP<&D
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) "X1{*
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) yle~hL
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) a^L'- (
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) #Nv0d|0\
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) G;msq=9|
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) 5)K?:7
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) =-uk7uZM
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) 7:)$oH
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) #0M,g
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) XR)I,@i`'
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) &2Cu"O'.i
JR/^Go$^
35 relocations SI l<\
q'[yYPDX5x
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) K@=_&A!
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 -QydUr/(o
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 5~omZ,qe
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 J$Ba*`~!!
u $T'#p1
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 /#4BUfY
f
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 A.S:eQvS%
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 %$(*.o!+8
主要的三个模块,有如下的关系: }15ooe%
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 0'y3iar
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 gl6 *bB=
·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。 Y4/ !b
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。 ?37Kc,o
以GDI模块为例,运行结果如下: r`=!4vY2
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe !7kca#,X
N5GQ2V
Exports: qg-?Z,EB
Xn8r3Nb$A
rd seg offset name y$pT5X G
............ (AgM7H0
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data gcs8Gl2
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data D\GP+Ota
............ !bD`2m[Q
^,Y#_$oR
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 @GR|co
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 tB{O6=q
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: &AlX).
6 type offset target a@WSIcX*W
8h7z
.......... itIzs99j
5eSmyj-W
PTR 0442 imp GDI.351 9G}Crp
{-Y% wM8<i
.......... xyTjK.N
,n?oNU
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 DJhCe==$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。 ;GxKPy
liq9P,(
三、动态汉化Windows原理 'Sjcm@ILm
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。 ~I)\d/7o
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? Vg4N7i
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。 Y)4&PN~[
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。 My!<_Hp-W
Z:}d\~`x$%
四、"陷阱"技术 cO
!2|v8i
讨论"陷阱"技术,还要回到前面的两个发现。发现之二,已能解释为修改的Windows函数,而发现之一却仍是一个迷。 j_*#"}Lcp
数据段存放的是变量及常量等内容,如果这里面包含有重定位信息,那么,必定要在变量说明中将函数指针赋给一个FARPROC类型的变量,于是,在变量说明中写下: e|ngnkf(G
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; s|Acv4| V
果然,在自己程序的数据段中也有了重定位信息。这样,当程序调入内存时,变量FarPro cFunc已是函数ExtTextOut的地址了。 m48m5>
要直接修改代码段的内容,还遇到一个难题,就是代码段是不可改写的。这时,需要用到一个未公开的Windows函数AllocCStoDSAlias,取得与代码段有相同基址的可写数据段别名, 其函数声明为: 5*pCb,z>q
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); J$D#)w!$j
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 ;M"JN:J8
Windows中函数地址是32位,高字节是其模块的内存句柄,低字节是函数在模块内的偏移。将得到的可写数据段别名句柄锁定,再将函数偏移处的5个字节保留下来,然后将其改为转向替代函数(用 EA Jmp): J Covk1
*(lpStr+wOffset) =0xEA; 5rpTR
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 cUz7F
//源程序 relocate.c q.>{d%?
pTlNJ!U>
#include <WINDOWS.H> Ey!+rq}
#include <dos.h> thjCfP
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); *L.+w-g&&
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); <M|kOi
typedef struct tagFUNC @bj3N
{ @t6B\ ?4'T
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 RE(R5n28,
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 O=PyXOf
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 PN n{Rt
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 (r?41?5K
}FUNC; LHb(T`.=
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; ^H1B62_
//Windows主函数 8D U|j-I8
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) Zg/ra1n
{ 'J&$L c
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 P'6eK?
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 4b B)t#
WORD wOffset; //函数偏移 kN*,3)T;}
LPSTR lpStr; J!,<NlP0K
LPLONG lpLong; -%lA=pS{Fq
char lpNotice[96]; Rb~NX
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); Vn-y<*np
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); ;V~[kF=t0
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); c_li.]P
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); 0a??8?Q1G
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 Q9b.]W
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); E1'HdOh&z
lpStr=GlobalLock(hMemData); j ,'$i[F'
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 6WQT,@?
//保存原函数要替换的头几个字节 |Psi?'4
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); h7|#7 d
Func.lOld=*lpLong; )8:Ltn%
*(lpStr+wOffset)=0xEA; cf#2Wg)
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; !A
)2<<4
GlobalUnlock(hMemData); 9""e*-;Mi
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); i5sNCt
//将保留的内容改回来 l* =\0
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); <T[wZ[l
lpStr=GlobalLock(hMemData); [kIiKLX
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ZzNp#FrX"
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; )Fh+6
*lpLong=Func.lOld; B`xrdtW
GlobalUnlock(hMemData); Fcc\hV;
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); %o4ZD7@ '
return 1; Pwn3/+"%K
} \ s8j*
|gW>D=rkj
//自己的替代函数 FabzP_<b
xG JX~)
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* GRK+/1C
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) #MbkU])
{ F/FUKXxx
BYTE NameDot[96]= I5l5fx
{ 'a`cK;X9F
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, YQWGv,47\
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, x roo_
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, `;yfSoY
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, ;N4A9/)
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, Wp"+\{@)
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, Z6eM~$Y
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, N,9W18
@
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, "NY[&S
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, EIqe|a+
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 ]Z?y\L*M-
}; X!,2/WT
roDE?7x1
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; 0drt,k
HDC hMemDC; AM4lAq_
BYTE far *lpDot; 18ApHp
int i; h\#\hx
for ( i=0;i<3;i++ ) xx`xDD
{ y3^<rff3Gc
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; 6ge,2[PU
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); /UP&TyZ
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); ;x/do?FbT
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); KTr7z^
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); ?/Bp8q(
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); a:*8SovI
DeleteDC(hMemDC); A
dNQS
DeleteObject(hBitmap); ,@mr})s
} 3mI(5~4A]?
return TRUE; tI42]:z
} -?_#Yttu
AI{Tw>hZ
//模块定义文件 relocate.def Ah5`Cnv
-][~_Hd{
NAME RELOCATE I!FIV^}Z(
EXETYPE WINDOWS 3K2B7loD)~
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE y:t@X~
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE tk'1o\@p9b
HEAPSIZE 1024 rucgav
EXPORTS @ev"{dY
I$.HG]
五、结束语 w$Zi'+&*
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。