"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 @T&t.|`
\DA$6w\\
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 Ftv8@l
(ZP87Gz
一、发现了什么? ->E=&X
笔者多年来一直从事Windows下的软件开发工作,经历了Windows 2.0 、 3.0 、3.1 ,直至Windows 95、NT的成长过程,也遍历了长青窗口、长城窗口、DBWin、CStar、RichWin等多个Windows汉化产品。从现在看来,影响最大也最为成功的,当推四通利方的RichWin;此外,中文之星CStar与RichWin师出一门,其核心技术自然也差不多。其对外宣传采用独特的"陷阱" 技术即动态修改Windows代码,一直是笔者感兴趣的地方。 uLN[*D
EXEHDR是Microsoft Visual C++开发工具中很有用的一个程序,它可以检查NE(New-Exe cutable)格式文件,用它来分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就会发现与众不同的两点(以CStar 1.20为例): _8><| 3d
)NT5yF,m
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v n.hElgkUOr
.................................. 59*M"1['Q
KrKu7]If6#
6 type offset target ;;V\"7q'
BASE 060a seg 2 offset 0000 !QEL"iJ6M'
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS U,;xZe
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES H"CUZ
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) 6;oe=Q:Q
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) ;GsQR+en
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) /N)5
3!LT
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) 8LJ{i%
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) !@g)10u
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) 1f4bt6[
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) ;/LD)$_
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) u+D[_yd^
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) x*}bo))hb
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) }!)F9r@\
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) 8]< f$3.
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) 0{) $SY
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) 4vdNMV~
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) 'iUg[{'+
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) feEMg
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) 0^~\COa
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) .Q>!B?)
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) VC-;S7k
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) (j&A",^^S
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) (/h5zCc/v
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE 'v&}(
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) S>Z|)I
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) 8Fq_i-u
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) >UHa
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) #S5`Pd!I
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) h`5)2n+ P
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) XU-m"_t
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) K: r\{#9
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) *t9eZ!_f?
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) [!"XcFY:a
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) Q:MhjkOr}
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) kzO&24
'Qn~H[$/p
35 relocations KhaYr)&~
o-eKAkh
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) ^_>!B)
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 Q\kub_I{@
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。 Sm|(
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。 m)&znLA
SEF6B45}1
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 \#dl6:"
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 Q M1F?F
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。 F#V q#|_)>
主要的三个模块,有如下的关系: {G*QY%j^
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 E9 Y\X
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 p!W[X%`)
·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。 ;-@=
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。 "x*-PFT
以GDI模块为例,运行结果如下: uS5o?fg\e
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe j"7
JLe*
#a9_~\s
Exports: `M@Ak2gcR+
..KwTf
rd seg offset name '$m7ft}
............ ;")A{tX2
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data wu~hqd
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data `l]j#qshTm
............ <GIwRVCU
F $yO
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。 0SV \{]2
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。 i~yX tya
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: B)=~8wsI:Z
6 type offset target _ PWj(});
w|Aqqe
.......... BWq/TG=>
rT7^-B*
PTR 0442 imp GDI.351 H;KDZO9W
d*]Ew=^L
.......... Z<z;L<tJ 9
ff cLuXa
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。 eaZQ2
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。 d@kc[WLD^
[ygF0-3ND
三、动态汉化Windows原理 hR)2xz
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。 zg}YGu|J
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? Dy9\O77>
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。 @h9MxCE!
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。 QT!5l`
|X (2Zv^O
四、"陷阱"技术 tIZ~^*'
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。 :@. ;
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: WS0JS'
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; TT}]wZ
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。 p2pAvlNoF
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: JWHSnu!
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); r|R7-HI
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 :#X[%"g.
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): <+]f`c*Z
*(lpStr+wOffset) =0xEA; q&si%
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。 _PXdzeI.
//源程序 relocate.c 3C^1frF
~!:0iFE&H
#include <WINDOWS.H> \L]|-f(4
#include <dos.h> vK$^y^
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); 2VgP
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); j
F5Blc
typedef struct tagFUNC (.X]F_*sc
{ =nxKttmU0
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 tJD]
(F
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 *i%quMv
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 Jh@_9/?
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 tS?lB05TOR
}FUNC; 5vOC CW
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; }STYG`
//Windows主函数 l[Z)@bC1
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) Zk`#VH
{ 80hme+e
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 tL(B pL'
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 T1
MY X
WORD wOffset; //函数偏移 SgM.B
LPSTR lpStr; F:T GsV#
LPLONG lpLong; PpOlt.yui
char lpNotice[96]; 5M){!8"S)#
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); NoDZ5Z
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 0!#;j{JQ
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); hx!7w}[A
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); ]T<^{jG
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 ijYvqZ_
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); W|UtY`1
lpStr=GlobalLock(hMemData); D<):ZfUbI
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); hC<14
//保存原函数要替换的头几个字节 H{zPft
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); :7b-$fm
Func.lOld=*lpLong; ^%[F8\}XPJ
*(lpStr+wOffset)=0xEA; <Oz66bTze
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; ')TPF{\#
GlobalUnlock(hMemData); GESXc$E8
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); 284zmZZ
//将保留的内容改回来 96Zd M=
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); <y=ovkM3
lpStr=GlobalLock(hMemData); PZOKrW
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); a(x?fa[D
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; "4 k-dj
*lpLong=Func.lOld; ?]!vRmZ;
GlobalUnlock(hMemData); ><Z'D
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); %xlpB75N4N
return 1; .9M.|
} U[8{_h<#
fE25(wCz7
//自己的替代函数 Yp5L+~J[
=3'(A14C=
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* 6?gi_3g
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) uP|FJLY
{ zhsx&
BYTE NameDot[96]= `deYi 2z
{ |f' 8p8J
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, sdr.u
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, #Z9L_gDp
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, Ap<J'?~y
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, n["
9|
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, []}N
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, A,XfD} +:Z
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, 2p< Aj!
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, ?2`$3[ET-
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, b X,Siz:F
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 l)|lTOjb
}; >&K!VQ{g
&3DK^|Lq
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; ]Yz'8uts
HDC hMemDC; !#WqA9<
BYTE far *lpDot; ]b1Li}
int i; .Q\\dESn"
for ( i=0;i<3;i++ ) Pes =aw
{ 'mV:@].le
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; q627<
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); MOHHZApt
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); J r*"V`
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); c> ~:dcy
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); P. V\ov7m2
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); .6 T4 z7I
DeleteDC(hMemDC); jD9lz-Y@
DeleteObject(hBitmap); uxDLDA$;
} ;Bs^iL
return TRUE; "tR}j,=S:D
} X;EJ&g/
|]ucHV
//模块定义文件 relocate.def KwFXB
h~UJCnzS
NAME RELOCATE u,9q<&,
EXETYPE WINDOWS =cp;Q,t'9L
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE #7W.s!#}Dd
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE Y5%;p33uFG
HEAPSIZE 1024 }$aNOf%:
EXPORTS A*0*sZ0
p24.bLr
五、结束语 r{ @ `o@q
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。