"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 |;:g7eb
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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。 JTIt!E}P
V6Mt;e)C
一、发现了什么? @`$'sU
笔者多年来一直从事Windows下的软件开发工作,经历了Windows 2.0 、 3.0 、3.1 ,直至Windows 95、NT的成长过程,也遍历了长青窗口、长城窗口、DBWin、CStar、RichWin等多个Windows汉化产品。从现在看来,影响最大也最为成功的,当推四通利方的RichWin;此外,中文之星CStar与RichWin师出一门,其核心技术自然也差不多。其对外宣传采用独特的"陷阱" 技术即动态修改Windows代码,一直是笔者感兴趣的地方。 J0V`sK
EXEHDR是Microsoft Visual C++开发工具中很有用的一个程序,它可以检查NE(New-Exe cutable)格式文件,用它来分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就会发现与众不同的两点(以CStar 1.20为例): k/P.[5
TyDh\f!w
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v =PU($
.................................. qv& Bai[
*5IB@^<
6 type offset target G/*;h,NbNr
BASE 060a seg 2 offset 0000 DA1?M' N
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS B*Q 9g r
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES e:%|.$4OG
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) H2H`7 +I,
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) 2ah%,o
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) Mg#yl\v
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) I4W@t4bZ
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) !O,Sq/=.
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) o]EL=j
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) vJL Gy]
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) KL3Z(
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) ? D
_kQl
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) wA\5-C7j
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) z/u^
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) ;z.L^V0
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) >`r3@|UY
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) 0:f]&Ng
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) Xu8I8nAwl
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) 6<2H 7'
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) 9 w$m\nV
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) =:aJZ[UU<2
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) W:,Wex^9n
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) |>yWkq
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE 8l_M 0F,
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) J$Z=`=]t+
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) 2]1u0-M5L
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) U.KQjBi
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) rUpe ;c
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) baBBn%_V
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) W#S8 2
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) W%4=x>J-
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) O&1qL)
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) _bGkJ=
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) <
Hkq
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) B2e"
/TyGZ@S>m
35 relocations gs5(~YiT6
,$0-I@*V
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) } vmRm*8z
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 |RFBhB/u
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 ;eN
^'/4A
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 &W,jR|B
PD)"od
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 ,;_+o]
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 )P$|9<_q7x
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。 tO&ffZP8$
主要的三个模块,有如下的关系: 7Ml4u%?
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 h:nybLw?
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 %WgN+A0
·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。 p&h?p\IF
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。 z Fo11;*D
以GDI模块为例,运行结果如下: Zge(UhZ
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe H+4j.eVzZU
G
5;6q
Exports: ?@
F2Kv
3''Sx8p
rd seg offset name q0iJy@?A
............ maXg(Lu
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data d'RvpoM
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data ZEAUoC1E1
............ JVYH b 60Z
;f=m+QXU
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。 <eoie6@3
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。 j{@6y
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: EU$.{C_O(
6 type offset target Ks-$:~?5":
j,.\QwpU
.......... %up?70
;f[lq^eV
PTR 0442 imp GDI.351 E5w;75,
9af.t
.......... <Dd>- K
+!/ATR%Uci
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。 5o#JHD
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。 7l D-|yx
Nc;O)K!FH
三、动态汉化Windows原理 8R,<S-+v
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。 p49]{2GXb
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? =V[uXm
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。 k, HC"?K
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。 q` q;og
`
?, S/>SP
四、"陷阱"技术 DN*5q9.
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。 l3>S{
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: CMXF[X)%
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; AcC &Q:g
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。 yD7BZI
xW
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: ;-+q*@sa]
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); or/gx 3
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 zx3gz7>k;
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): ^7-zwl(>?N
*(lpStr+wOffset) =0xEA; CL|/I:%0
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。 c$O8Rhx
//源程序 relocate.c ,o&C"sb
S#7YJ7
K"N
#include <WINDOWS.H> MUO<o
#include <dos.h> \$ytmtf5
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); <$A,Ex94
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); @^P^-B
typedef struct tagFUNC CKYg!\g(:
{ +0'F@l
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 fw%`[(hK
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 CSO'``16
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 &{}Mds
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 jJy:/!i
}FUNC; EB~]6.1
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; ?sf<cFF
//Windows主函数 1E+12{~m"i
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) g!'R}y
{ > |$]=e,Z
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 l<6u@,%s
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 mdj%zJ8/
WORD wOffset; //函数偏移 M/zO|-j&
LPSTR lpStr; $x0SWJ \G
LPLONG lpLong; 6':iW~iI
char lpNotice[96]; WYP ;s7_
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); ;<[X\;|'
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); =]Wi aF
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); d*gAL<M7E
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); i5 '&u:
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 j~CnMKN
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); (|gQ
i{8
lpStr=GlobalLock(hMemData); )@PnpC%H
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); p4`1^}f&Ie
//保存原函数要替换的头几个字节 G]^[i6PQs
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); w!.@64-
Func.lOld=*lpLong; yvAO"43
*(lpStr+wOffset)=0xEA; [q<'ty
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; kv+%
GlobalUnlock(hMemData); sV\_DP/l
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); C]`uC^6g
//将保留的内容改回来 *l2`- gbE
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); l/eF
P
lpStr=GlobalLock(hMemData); j4.wd
RK
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); +iVEA(0&$
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; p"g|]@m
*lpLong=Func.lOld; ,eXtY}E
GlobalUnlock(hMemData); h>N}M}8
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); GG}%
return 1; 8y;Rw#Dz
} ]c.w+<
wQ}r/2n|^
//自己的替代函数 RBX<>*
.E4*>@M5
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* uO?+vYAN
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) )!T~l(g
{ ex3Qbr
BYTE NameDot[96]= *ByHTd
{ *rxr:y#Ve
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, }z3j7I
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40,
~+q1g[6
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, 2MkrVQQ9g
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, l$42MRi/
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, "M I';6
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, A1WUK=P
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, ajYe?z
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, 9T,/R1N8
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, .tBlGMcN
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 0-.
d{P
}; 8{ zX=
`Q]N]mK
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; &Y@i:O
HDC hMemDC; }X(&QZ7i`
BYTE far *lpDot; +mQ5\14#
int i; =L6#=7hcl
for ( i=0;i<3;i++ ) Gp"GTPT{
{ ?J}Q&p.
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; $( hT{C,K
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); $] 6u#5
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); @MW@mP)#
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); Zt=|q$"
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); Q&9yrx.
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); P 7x;G5'.
DeleteDC(hMemDC); 3h:j.8Z
DeleteObject(hBitmap); =ily=j"hK
} 20:F$d
return TRUE; IqOg{#sm
} .sMs_ 5D
s**<=M GK
//模块定义文件 relocate.def 36d nS>4
j\>LJai"
NAME RELOCATE .l}Ap7@
EXETYPE WINDOWS H4/wO
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE rK3kg2H
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE -<iP$,bq72
HEAPSIZE 1024 O-iE 0t
EXPORTS +pofN-*%
>{#JIG.
五、结束语 %#6@PQ[R.
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。