"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 a-DE-V Uls
0P53dF
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。 d}415 XA
/L[:C=u
一、发现了什么? 8|Y^z_C
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。 ~yf 5$~Z
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): {gi"ktgk
1Kebl
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v u09OnP\
.................................. ~JT{!wcE}o
!*#=7^#
6 type offset target ;6)|'3.B9
BASE 060a seg 2 offset 0000 X!_OOfueP8
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS Kd,m;S\
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES
n#]G!7
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) -)<Nd:A
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) %BHq2~J
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) h;unbz
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) p-/x Md
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) L_Ai/'
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) Ri-wbYFaP
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) z?YGE iR/}
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) Yc5$915
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) X:g5>is|
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) p0YTZS ]h
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) n2O7n@8
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) q{JD]A :
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) ZyWC_r!
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) $1@{Zz!S
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) Hm^p^,}_x
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) F;NZJEy
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) 6<~y!\4;F
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) ,zyrBO0 Eq
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) >)
:d38M
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) bo"I:)n;
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE 1!NaOfP;@
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) ^e 6(#SqR
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) 6qA{l_V
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) 6$5M^3$-
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) :{6[U=O
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) 5Q'R5]?h
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) +1623E
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) &]c9}Ic
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) BZ T%+s;u9
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) wb9zJAsc
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) q.X-2jjpx:
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) (6+0U1[Iz
Ek.j@79
35 relocations Z,&ywMm/G
5LK>n-
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) 4%{m7CK}
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 liB>~DVC
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。 _0`O}
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。 5m3sjcp_
K=>/(sWiq
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 U5PCj ]-Xt
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 %?$"oWmenS
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 JZ7-?
o
主要的三个模块,有如下的关系: p 5'\< gQ
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 u60l -
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 Zn!SHj
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 Mt:(w;Y
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 `'QPe42
以GDI模块为例,运行结果如下: u@3w$"Pv1
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe ZtT`_G&
x"d*[m
Exports: 3WVHI$A9
O#|E7;
rd seg offset name &pAT
............ S {H8}m|MW
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data m
;vNA
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data _B[(/wY
............ yiU dUw/
32Z4&~I
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。 ~!OjdE!u
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。 U#P#YpD;==
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: "8X+F%
6 type offset target 'huLv(Uu
btE+.V
.......... / u{r5`4
lb('r"*.
PTR 0442 imp GDI.351 _Owz%
IR&u55#I6
.......... s'^#[%EgB
aU! UY(
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。 @mazwr{B
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。 re*/JkDq3K
V]2z5u_q
三、动态汉化Windows原理 A!~o?ej
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。 g/J!U8W"
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? @wPmx*SF
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。 zkOgL9
(_8
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。 =EJ"edw]%0
\4[Ta,;t
四、"陷阱"技术 G!IQ<FuY
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。 U8mu<)
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: FRW.
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; 8FITcK^
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。 UTt#ltun ?
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: Id0F2 [
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); AQ5v`xE4
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 xd 3
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): 2o/`8+eJu
*(lpStr+wOffset) =0xEA; ^J_hkw~gO
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。 ,d+mT^jN
//源程序 relocate.c 2vC=.1k
loJ0PY'}=
#include <WINDOWS.H> `dZ|}4[1
#include <dos.h> %r"GL
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); NC}#P<U
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); u|c+w)a
typedef struct tagFUNC v(O.GhJ@
{ O#\>j
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 /WfxI>v
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 vo-{3]u#=
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 :Eyv= =
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 7w*&Yg]
}FUNC; 2cg z
n@
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; <GN?J.B
//Windows主函数 |9I;`{@
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) O)R0,OPb
{ F?kVW[h?q
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 w$4Lu"N:
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 O|~'-^
WORD wOffset; //函数偏移 !Xi>{nV
LPSTR lpStr; |_*$+
LPLONG lpLong; Kc0OLcu^d
char lpNotice[96];
P+0xi
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); [4j;FN Fa
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); s_LSsyqo
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); A\)X&vR[6
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); ,GIqRT4K
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 |Y11sDa9h
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ]r6bJ2
lpStr=GlobalLock(hMemData); vNbA/sM
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 6]S.1BP
//保存原函数要替换的头几个字节 "_j7kYAl
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); v_0!uT5~NE
Func.lOld=*lpLong; KoJG!Rm
*(lpStr+wOffset)=0xEA; r
`dU
(T!
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; Tt|6N*b'
GlobalUnlock(hMemData); {@AcL:Eit
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); o=QF>\\
//将保留的内容改回来 1\0@?6`^
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); !%r`'|9y
lpStr=GlobalLock(hMemData); Rjl __90
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); rR~X>+K
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; `WS_*fJ5
*lpLong=Func.lOld; ~0|hobk
GlobalUnlock(hMemData); {6sfa?1j
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); IcQ!A=lB
return 1; ".?{Y(~
}
h$\hPLx
us%RQ8=k
//自己的替代函数 zQ}N
mlk
!++62Lf
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* 9K<a}QJP
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) FOi`TZ8
{ ;r"B?] JO
BYTE NameDot[96]= |$2N$6\SP
{ J
*?_SnZ
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, S45>f(!
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, <v k$eB8EC
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, Ai18]QD-
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, /H@")je
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, a HL '(<
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, -<]_:Kf{;&
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, 0\@|M @X=
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, C/Bx_j((
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, ot#kU 8f
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20
a|uZJ*
}; f"N3;,Oc
l0if#?4\r
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; uTGvXKL7
HDC hMemDC; lG>e6[Wc
BYTE far *lpDot; ^\jX5)2{
int i; b]?;R
for ( i=0;i<3;i++ ) x)ZH;)
{ RLNuH2y;
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; 1iL
xXd
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); a&Du5(r;!
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); XF$]KAL0
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); z %E!tB2o
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); C&N4<2b
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); G!%XQ\a!
DeleteDC(hMemDC); v:1Vli.
DeleteObject(hBitmap); 9mphj)`d;#
} _C=[bI@
return TRUE; y4rJ-
} Z3>3&|&
PJ:5Lb<
//模块定义文件 relocate.def WV"QY/e3
E=lfg8yb:
NAME RELOCATE w]o5L
EXETYPE WINDOWS l zPS
RT
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE luk2fi<$
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE |S`yXsg
HEAPSIZE 1024 'xoE
[0!
EXPORTS <L/vNP
n4T2'e
五、结束语 p+UHJ&
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。