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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 $y]||tX  
R4rm>zisVX  
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#OE}xASoA  
"}~i7NBB  
一、发现了什么? Hr8$1I$=  
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。 g,GbaaXH  
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): q MT.7n:  
nAba =iW  
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v E+m"yQp{  
.................................. RNrYT|  
ek.WuOs  
6 type   offset target aSj1P/A  
BASE   060a seg   2 offset 0000 1b]PCNz  
PTR   047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS qer'V  
PTR   059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES J7xT6Q=  
PTR   0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) GPqB\bxb'  
PTR   0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) A(@gv8e[H^  
PTR   04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) ))+9 8iU1s  
PTR   04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) *e"GQd?  
PTR   04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) X!A]V:8dk  
PTR   05f5 imp USER.430   ( LSTRCMP ) m-KK {{  
PTR   04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) LkZo/K~  
PTR   0514 imp USER.431   ( ANSIUPPER ) He_(JXTP  
PTR   0523 imp USER.432   ( ANSILOWER ) $?JLCa  
PTR   05aa imp GDI.56     ( CREATEFONT ) 'V9aB5O&  
PTR   056e imp USER.433   ( ISCHARALPHA ) f/WM}Hpj  
PTR   05b9 imp GDI.57     ( CREATEFONTINDIRECT ) i7!mMO8]  
PTR   057d imp USER.434   ( ISCHARALPHANUMERIC ) JLV}Fw  
PTR   049c imp USER.179   ( GETSYSTEMMETRICS ) AL$ Ty  
PTR   0550 imp USER.435   ( ISCHARUPPER ) gW pT:tX-  
PTR   055f imp USER.436   ( ISCHARLOWER ) |I^Jn@Mq:  
PTR   0532 imp USER.437   ( ANSIUPPERBUFF ) 9xS`@ "`  
PTR   0541 imp USER.438   ( ANSILOWERBUFF ) n#L2cv~Aj"  
PTR   05c8 imp GDI.69     ( DELETEOBJECT ) @p` CAB  
PTR   058c imp GDI.70     ( ENUMFONTS ) 6UAxl3-\  
PTR   04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE zam0(^=  
PTR   05d7 imp GDI.82     ( GETOBJECT ) 0<]!G|;|  
PTR   048d imp KERNEL.74   ( OPENFILE ) Zow^bzy4  
PTR   0460 imp GDI.91     ( GETTEXTEXTENT ) !m:PBl5  
PTR   05e6 imp GDI.92     ( GETTEXTFACE ) 4l!Yop0h  
PTR   046f imp GDI.350   ( GETCHARWIDTH ) Y l3[~S  
PTR   0442 imp GDI.351   ( EXTTEXTOUT ) LsD9hb7  
PTR   0604 imp USER.471   ( LSTRCMPI ) ]! J3?G  
PTR   04f6 imp USER.472   ( ANSINEXT ) EKS<s82hF&  
PTR   0505 imp USER.473   ( ANSIPREV ) ~TK^aM  
PTR   0424 imp USER.108   ( GETMESSAGE ) l:Xf(TLa  
PTR   0433 imp USER.109   ( PEEKMESSAGE ) <Ibr.L]  
OVo  
35 relocations ~aR='\<  
x^#{2}4u  
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) PdN\0B `  
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 a.U:B [v`  
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。 e2o9)=y  
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。 DW%K'+@M  
?9okjLp1n  
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 BG?2PO{  
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 h _7;UQH  
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。 w7?9e#> Z  
主要的三个模块,有如下的关系: ]4Yb$e`  
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 ?$&rC0 t  
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 h|uP=0   
·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。 T(Gf~0HYF  
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。 .O-DVW Cm  
以GDI模块为例,运行结果如下: 9X&qdA/q  
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe U)=Z&($T  
&OR*r7*Z  
Exports: w[vIPlSdS  
jG ;(89QR/  
rd seg offset name b0=AQ/:  
............ @`*YZq>p  
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data LuQ M$/i  
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data +/lj~5:y  
............ Q pc^qP^-  
`*9FKs  
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。 *_rGBW  
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。 M~Dc5\T  
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: f#Oz("d  
6 type offset target Q/`o6xv  
1xV1#'@[Jd  
.......... Wq&c,H  
m]}"FMH$  
PTR 0442 imp GDI.351 "8dnFrE  
(s*Uz3 sq  
.......... 5)NfZN# &  
~{$'sp0  
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 7Bd_/A($  
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。 kL2sJX+  
:+^llz  
三、动态汉化Windows原理 >b](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。 I[IQFka}  
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? OL"5A18;M  
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。 <l/Qf[V  
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。 s/0FSv x  
>:nJTr  
四、"陷阱"技术 }'v ?Qq  
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。 F9J9pgVP  
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: DJjDKVO5t  
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; ,lYU#Hx*  
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。 &L`p4AZ  
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: _\[JMhd}  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); KCT"a :\  
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 :%]R x&08  
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): uQ+$HzxX  
*(lpStr+wOffset) =0xEA; ?\VN`8Yb  
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 U*h)nc  
//源程序 relocate.c \eN/fTPm  
ew['9  
#include <WINDOWS.H> 1vudT&  
#include <dos.h> MdjMTe s  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); FdHWF|D  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); _u5U> w  
typedef struct tagFUNC .JKaC>oX  
{ +N&(lj  
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址  :!FwF65  
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 Fpwh.R:yV  
BYTE   bOld;     //保存原函数第一字节 S$/3Kq  
LONG   lOld;     //保存原函数接后的四字节长值 h;[Nc j]  
}FUNC; T=Q{K|JE  
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; $oj<yH<i  
//Windows主函数 )`7h,w J[1  
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) 5R G5uH/-<  
{ ^TK)_wx  
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 :e vc  
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 /! G0 g%k  
WORD   wOffset;   //函数偏移 ~,7R*71  
LPSTR lpStr; k5 l~  
LPLONG lpLong; hKeh9 Bt  
char   lpNotice[96]; <u/({SZ&  
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); Md{f,,E'^@  
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); tJ=zk3BN~  
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); %,RU)}  
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); eA^|B zU  
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 @eU/g![u  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); UbH=W(%  
lpStr=GlobalLock(hMemData); $ayD55W4  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); D8XXm lo  
//保存原函数要替换的头几个字节 a,9GSKXo1  
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); sxa (  
Func.lOld=*lpLong; VH65=9z  
*(lpStr+wOffset)=0xEA; KphEw[4/  
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; }epN<DL  
GlobalUnlock(hMemData); r{&"]'/X  
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); "// 8^e%Xo  
//将保留的内容改回来 +-V?3fQ  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ?&_\$L[  
lpStr=GlobalLock(hMemData); #oY7v,x\  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 2 G{KpM&  
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; Z`M Q+  
*lpLong=Func.lOld; 'J$NW  
GlobalUnlock(hMemData); cXH?'q 'vZ  
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); wyM3|%RZ  
return 1; b7mP~]V  
} &T}e9 3]  
m!(K  
//自己的替代函数 +R$KEGu~0Y  
Ne_>%P|I_  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* Jq)k?WS  
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) x|5/#H  
{ 5P x_vtqP  
BYTE NameDot[96]= Xw5" JE!.  
{ i[J',  
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, yRDLg c  
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, VvKH]>*  
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, 1tc9STYR}  
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, |JQ05nb  
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, cKAl 0_[f"  
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, [*v\X %+  
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, x #g,l2_!  
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, >O=V1  
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, 2[eY q1f!  
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 :{2$X|f 3  
}; V" 73^  
*^ BE1-  
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; ~qH@Kz\%  
HDC   hMemDC; ^\%%9jY  
BYTE far *lpDot; D%v yO_k  
int   i; Wd# 6Y}:  
for ( i=0;i<3;i++ ) ]B||S7idq  
{ 'Ud5;?{  
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; U>XGJQ<NS  
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); Q<qIlNE  
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); +/tD$  
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); XMdYted  
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); LX'US-B.!  
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); $'Z!Y;Ue  
DeleteDC(hMemDC); tB.9Ov*  
DeleteObject(hBitmap); Yg b#U'|  
} #S)*MT4ke  
return TRUE; -d]z_ SP@  
} gK'MUZ()  
rOGJ%|%(  
//模块定义文件 relocate.def gu!A:Q  
arJ[.f9s  
NAME     RELOCATE 3ssio-X  
EXETYPE   WINDOWS p"Y=  
CODE     PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE T}*'9TB  
DATA     PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE .wywO|  
HEAPSIZE 1024 >xN^#$ng}  
EXPORTS gUcE,L  
^ 9i^Ci9  
五、结束语 Oc>-jhx?  
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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