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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 |;:g7eb  
Yw] 7@  
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*Q9g r  
PTR   059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES e:%|.$4OG  
PTR   0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) H2H`7 +I,  
PTR   0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) 2ah%,o  
PTR   04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) Mg #yl\v  
PTR   04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) I4W@t4bZ  
PTR   04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) !O,Sq/=.  
PTR   05f5 imp USER.430   ( LSTRCMP ) o]E L=j  
PTR   04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) vJLGy]  
PTR   0514 imp USER.431   ( ANSIUPPER ) KL3Z(  
PTR   0523 imp USER.432   ( ANSILOWER ) ? D _kQl  
PTR   05aa imp GDI.56     ( CREATEFONT ) w A\5-C7 j  
PTR   056e imp USER.433   ( ISCHARALPHA ) z/u^  
PTR   05b9 imp GDI.57     ( CREATEFONTINDIRECT ) ;z.L^V0  
PTR   057d imp USER.434   ( ISCHARALPHANUMERIC ) >`r3@|UY  
PTR   049c imp USER.179   ( GETSYSTEMMETRICS )  0:f]&Ng  
PTR   0550 imp USER.435   ( ISCHARUPPER ) Xu8I8nAwl  
PTR   055f imp USER.436   ( ISCHARLOWER ) 6<2H 7'  
PTR   0532 imp USER.437   ( ANSIUPPERBUFF ) 9w$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#S82  
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''S x8p  
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/gx3  
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; $x0SWJ \G  
LPLONG lpLong; 6 ':iW~iI  
char   lpNotice[96]; WYP;s7_  
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); ;<[X\;|'  
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); =]W i aF  
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); d*gAL<M7E  
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); i5'&u:  
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 j~CnMKN  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); (|gQ i{8  
lpStr=GlobalLock(hMemData); )@PnpC%H  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); p4`1^}f&Ie  
//保存原函数要替换的头几个字节 G]^[i6PQs  
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); w!.@64-  
Func.lOld=*lpLong; yvAO"43  
*(lpStr+wOffset)=0xEA; [q <'ty  
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; kv+%  
GlobalUnlock(hMemData); sV\_DP/l  
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); C]`uC^6g  
//将保留的内容改回来 *l2`- gbE  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); l/eF P  
lpStr=GlobalLock(hMemData); j4.wd RK  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); +iVEA(0&$  
*(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&9 yrx.  
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); P7x;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-iE0t  
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。
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