"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 }1X11+/W
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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。 tEpIyC
^g}gT-l%
一、发现了什么? doxdRYKL
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。 .(P@Bl]XJ
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): !q7;{/QM6
KZp,=[t
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v P%<aGb4
.................................. _rWM]
}"g21-T^
6 type offset target _G-b L;
BASE 060a seg 2 offset 0000 XudH
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS C{d8~6
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES MHpL$g=5_
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) rE
bx%u7Q
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) FthXFxwx$
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) ,Do$`yO+
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) ( 7rz:
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) 6,V.j>z
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) k@cZ"jYA
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) "2vNkO##
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) .Y^d9.
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) )$lSG}WD
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) 8a":[Q[
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) 4cErk)F4
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) ?C#F?N0
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) %(dV|,|v
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) pZ@W6}
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) P&-D0T_
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) U:pLnNp`
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) "S{6LWkD
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) QvK]<HEr
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) =@ L5
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) Chb4VoE
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE lo>-}xd
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) l b1sV
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) 9>.<+b(>!'
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) NBbY## w0
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) kDceBs s
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) "PDSqYA
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) yaYIgG
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) ,mE]?XyO
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) t+4%,n f_1
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) *C:q _/
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) ]B[/sqf
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) \A ~I>x
7PQj7&m
35 relocations A0N ;VYv
B"E (Y M
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) qh-[L
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 ~wTX>qV
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。 N<(HPE};
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。 e$/&M*0\f
9mQ#L<Ps
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 sMH#BCC
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 ,>u=gA&}
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 MD<-w|#8IV
主要的三个模块,有如下的关系: =O,JAR"ug
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 2/@D7>F&g
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 O-j$vzHpdY
·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。 }kE87x'
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。 a}>Dz 1R
以GDI模块为例,运行结果如下: .B>B`q;B
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe 0 O~p7D
|z~LzSJv
Exports: OC_M4{9/
Zm(dY*z5:J
rd seg offset name o 7G> y#Y
............ [Uli>/%JB
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data =Y9\DeIZ
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data dv7<AJ
............ hmZvIy(
,GrB'N{8e
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。 DZe}y^F
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。 B!b sTvX
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: ~Fw<eY
6 type offset target i[150g?K
.#fPw_i
.......... dn,g Z"<
?z/Vgk+9|
PTR 0442 imp GDI.351 K)S;:MLG=
t};~H\:
.......... aqMc6N`z
\cQ .|S
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。 ([ dT!B#aH
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。 @Z;1 g
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三、动态汉化Windows原理 F98i*K`"
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。 mJC3@V
s
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? _8><| 3d
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。 jxw_*^w"
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。 kIvvEh<L=
M)!skU
四、"陷阱"技术 f vLC_'M
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。 '{f=hE_/
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: {J]-<:XD
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; <L2emL_'
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。 1f4bt6[
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: #
|^^K!%
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); `cr(wdvI
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 u3ZCT" !
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): &mE?y%
*(lpStr+wOffset) =0xEA; 5Qa
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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。 (j&A",^^S
//源程序 relocate.c _:J*Cm[q
sR=/%pVN
#include <WINDOWS.H> >UHa
#include <dos.h> *P2[qhP2
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); XU-m"_t
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); Bct"X#W|&
typedef struct tagFUNC Zk?
=
{ \cuS>G
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 ULBg{e?l8
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 x5Zrz<Y$w
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 vtxvS3
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 Sm|(
}FUNC; +F@_Es<6
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; Bjj<\8^M
//Windows主函数 F#V q#|_)>
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) q'S
=Eav8
{ <@,$hso7:
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 MZv\ C
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名
lCb+{OB
WORD wOffset; //函数偏移 :w-`PYJ%G
LPSTR lpStr; ;D2E_!N
dt
LPLONG lpLong; !3}deY8;#
char lpNotice[96]; j"7
JLe*
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); /-Qv?"
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); Y2T$BJJ
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); F^kwdS
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); Q9>U1]\
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 &M"ouy Zo9
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); O\beKBT;
lpStr=GlobalLock(hMemData); g-)mav
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); IazkdJX~
//保存原函数要替换的头几个字节 ;vp\YIeX1
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); 4j'd3WGpbN
Func.lOld=*lpLong; `/:cfP\
*(lpStr+wOffset)=0xEA; bXdY\&fE
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; uofLhy!
GlobalUnlock(hMemData); 0|Ucd
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); ?d-70pm
//将保留的内容改回来 o/p-!
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); 8Qrpa o
lpStr=GlobalLock(hMemData); {NQoS"
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); {d!Y3+I%G
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; AU{:;%.g
*lpLong=Func.lOld; 5K.+CO<
GlobalUnlock(hMemData); Fdt}..H%
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); RU_L<Lpi
return 1; 8T5k-HwE
} optBA3@e!
r"_Y3SxxL
//自己的替代函数 XAD3Z?
7
.+al)hl
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* aiux^V
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) kC$I2[ t!
{ 5h^[^*A?
BYTE NameDot[96]= u-><}OVf~
{ +zO]N&
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, uHvaZMu
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, 8wFn}lw&
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, MOHHZApt
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, _z"o1`{w
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, @ss):FwA
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, =,:K)
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, A3yi?y{[*
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, X;EJ&g/
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, d*-Xuv
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 DY3:#X`4
}; " $)yB
e\N0@
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; \Jpw1,6
HDC hMemDC; ]w22@s
BYTE far *lpDot; 8/q*o>[?
int i; yazZw}};
for ( i=0;i<3;i++ ) 4iBxPo(0
{ 0wvU?z%WK
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; MSY N1
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC);
rPTfpeqN)
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); T`Hw49
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); ;=p;v .l
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); ^5x4 q
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); Q8Te'1Ln!
DeleteDC(hMemDC); :,YLx9i>
DeleteObject(hBitmap); #313
(PWH
} @:gl:mc
return TRUE; ~@fanR =
} (xUFl@I!
i'HST|!j
//模块定义文件 relocate.def 7}07Pit
U_Y;fSl>
NAME RELOCATE
5KaSWw/
EXETYPE WINDOWS $4h04_"
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE K~JC\a\0
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE 6`j<l5-h
HEAPSIZE 1024 7b,AQ9
EXPORTS opnkmM&[
^Kum%<[i
五、结束语 Cha?7F[xL
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。