"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 E0eZal],
kZ=yb-~
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。 K*5Ij]j&
Y r8gKhv W
一、发现了什么? S^r[%l<'n
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。 .]/k#Hv
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): ?}No'E1!I
ygxaT"3"=
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v (]$&.gE.F
.................................. Fyc":{Jd
pz]KUQ
6 type offset target <q=]n%nX
BASE 060a seg 2 offset 0000 v>5TTL~?
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS d6A+pa'2
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES 72dd%
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) *enT2Q
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) 8< z
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) 8|Wl|@1(
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) tY60~@YO&
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) O`.IE? h#
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) l?KP/0`
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) o:@A% *jg
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) X + B=?|M
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) \n-.gG
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) AZnFOS
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) p e$WSS J
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) L7N>p4h]Xj
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) c
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) >t4<2|!(M
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) *-@@t+3
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) Pk:b:(4
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) +Rq]_sDu
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) QS<)*
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) V# JuNJ
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) 2K2_-
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE M2M&L,/O
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) /?S,u,R
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) jNAboSf2Y
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) r:,"k:C
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) FwDEYG
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) .FvIT]k-
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) IDp2#qg_
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) LF!S`|FF
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) Zc=#Y
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) 7qg. :h
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) 8[IR;gZf
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) gO bP
)Nl xW5
35 relocations WU6F-{M"?
TWU1@5?Ct
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) 'L2[^iF9
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 Jy0(g T
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。 ?IR+OCAA
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。 ]GzfU'fOn|
>x${I`2w
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 d4LH`@SUZ-
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 _p%@x:\
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 -V:7j8
主要的三个模块,有如下的关系: 2MDY nMy
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 A~8-{F 31
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。
!-8y;,P
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 0~cbB
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 }QJ6"s
以GDI模块为例,运行结果如下: sDXQ{*6a
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe `W %R
1Pd2%
Exports: m[A$Sp_"-h
,sn
9&E
rd seg offset name ZV`o:Gd
............ BSg3
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data :BUr8%l
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data ExSy/^4f
............ _@sSVh$+
27UnH: =
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。 @*JS[w$1
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。 7/FF}d
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: :qvaI,
6 type offset target + $/mh
4M>E QF&
.......... Y^'mBM#j
XI5q>cd\Sz
PTR 0442 imp GDI.351 m"~),QwF9
ptTp63+
.......... C oO0~q
Kk/cI6`W
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 't3nh
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 <s5s<q2
`^
uX`M/
三、动态汉化Windows原理 h5@JS1cY
我们知道,传统的汉化Windows的方法,是要直接修改Windows的显示、输入、打印等模块代码,或用DDK直接开发"中文设备"驱动模块。这样不仅工作量大,而且,系统的完备性很难保证,性能上也有很多限制(早期的长青窗口就是如此),所以只有从内核上修改Windows核心代码才是最彻底的办法。 \PK}4<x}
从Windows的模块调用机制,我们可以看到,Windows实际上是由包括在KERNEL、GDI、US ER等几个模块中的众多函数支撑的。那么,修改其中涉及语言文字处理的函数,使之能适应中文需要,不就能达到汉化目的了吗? u=sZFr@m[
因而,我们可以得出这样的结论:在自己的模块中重新编写涉及文字显示、输入的多个函数,然后,将Windows中对这些函数的引用,改向到自己的这些模块中来。修改哪些函数才能完成汉化,这需要深入分析Windows的内部结构,但CHINESE.DLL已明确无误地告诉了我们,在其数据段的重定位表中列出的引用函数,正是CStar修改了的Windows函数!为了验证这一思路, 我们利用RichWin作一核实。 6"La`}B(T8
用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函数在GDI的第一代码段6139H偏移处(不同版本的Windows其所在代码段和偏移可能不一样)。然后,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +开发工具中的一个)检查GDI的Code1段,6139H处前5个字节是 B8 FF 05 45 55,经过运行Ri chWin 4.3 for Internet后,再查看同样的地方,已改为 EA 08 08 8F 3D。其实反汇编就知道,这5个字节就是 Jmp 3D8F:0808,而句柄为0x3D8F的模块,用HelpWalk能观察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一代码段( 模块名为TEXTMAN)。而偏移0808H处 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一个函数起始的地方,这实际上就是RichWin所重改写的ExtTextOut函数。退出Ri chWin后,再用HelpWalk观察GDI的Code1代码段,一切又恢复正常!这与前面的分析结论完全吻合!那么,下一个关键点就是如何动态修改Windows的函数代码,也就是汉化Windows的核心——"陷阱"技术。 4z,n:>oH
+qmV|$rmM
四、"陷阱"技术 vtXZ`[D,l)
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。 YJBf~0r
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: [K `d?&
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; LS4E.Xdn
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。 ^vo]bq7
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: $e,'<Jl
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); yo#fJ`
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 !{ /AJb
Windows中函数地址是32位,高字节是其模块的内存句柄,低字节是函数在模块内的偏移。将得到的可写数据段别名句柄锁定,再将函数偏移处的5个字节保留下来,然后将其改为转向替代函数(用 EA Jmp): G4)X~.Fy
*(lpStr+wOffset) =0xEA; \yY2 mr
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 ~Q5
i0s%
//源程序 relocate.c >FReGiK$T
1lf]}V
#include <WINDOWS.H> O-]^_LV`
#include <dos.h> Yx<wYzD
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); G!w?\-
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); jLreN#:9
typedef struct tagFUNC )[5 .*g@
{ Y> PC>
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 ~9dAoILrl
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 G0v<`/|>}
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 go5l<:9
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 w&LL-~KI+
}FUNC; HH'5kE0;d
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; {&.?u1C.\
//Windows主函数 4$8\IJ7G
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) S{c;n*xf
{ ??=7pFm
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 &BQ%df<y\
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 LArfX,x3i
WORD wOffset; //函数偏移 TS;?>J-
LPSTR lpStr; ^|=3sJ4[U
LPLONG lpLong; 3Uni{Z]Q)
char lpNotice[96]; pc/]t^]p
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); of?0 y-LT%
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); X1Y+ao 1)
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); JiCy77H
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); rqYx\i?
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 !!UQ,yU
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); CFiO+p&
lpStr=GlobalLock(hMemData); F[==vte|
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); +v"%@lC};
//保存原函数要替换的头几个字节 +xRSd *
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); gq an]b_
Func.lOld=*lpLong; ;>B06v
*(lpStr+wOffset)=0xEA; Y(P<9m:
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; F(;C \[Ep
GlobalUnlock(hMemData); =bB7$#al
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); 73kL>u
//将保留的内容改回来 Fx' E"d
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); g+M& _n
lpStr=GlobalLock(hMemData); %Dm:|><V$b
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); doV+u(J~
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; Z1M{5E
*lpLong=Func.lOld; glP
W9q,f
GlobalUnlock(hMemData); D``>1IA]
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); y7Sj^muBY
return 1; jd?NN:7
} Af7&;8pM
HU+zzTgI
//自己的替代函数 6T{SRN{
z+%74O"c
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* 2Jc9}|,
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) RT+_e
{ 5mB'\xGO2
BYTE NameDot[96]= 9U~sRj=D
{ $|r
p5D6
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, 41jlfKiOm
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, 2K$#U|Qi
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, 4+15`
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, L\("
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, g\foBK:GE
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, k;?E,!{
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, :pPn)j$
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, ~TfQuIvQB
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, r&c31k]E
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 ,Frdi>7 ~
}; )m[dfeqd +
rLOdQN
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; 5RhP^:i@C
HDC hMemDC; +2S#3m?1
BYTE far *lpDot; )90K^$93"
int i; R
SqO$~
for ( i=0;i<3;i++ ) 7T}r]C.
{ o!ycVY$yW
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; A J"/T+g_
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); RTRi{p
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); <<.%Gk
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); 7__?1n~{
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); (GI]Uyn
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY);
Y+'522er
DeleteDC(hMemDC); gtV*`g
DeleteObject(hBitmap); zCdzxb_h"
} >gLLr1L\
return TRUE; N_),'2
} Y]>Qu f.!
6%RN-
//模块定义文件 relocate.def }g|)+V\A
d65t"U
NAME RELOCATE |=W=H6h*
EXETYPE WINDOWS hCKx%&[^7
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE VPqMbr"L[
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE zS+_6s
HEAPSIZE 1024 !wZ9P
EXPORTS W:z!fh-
$(U}#[Vie
五、结束语 7f\@3r
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。