"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 {oN7I'>
$nbZ+~49
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。 {e8.E<f-
+3D3[.n
一、发现了什么? s4c2
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。 _[.3I1kG
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): PYz^9Ud 6g
ra k@oW]
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v qS|t7*
.................................. VDq?,4Kb
7*r7Q'
6 type offset target $n?@zd@53
BASE 060a seg 2 offset 0000 LHz-/0[
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS HGpj(U:`c
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES "(rG5z3P
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) q\g|K3V)
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) <ibEo98
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) L?e N(L
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) %<w)#eV?
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) ']ussFaQ
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) Cuq=>J
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) ?F9:rUyN
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) r9uuVxBD
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) ~vIQ-|8r:
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) (1(dL_?
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) 3Vl?;~ :5
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) Q<V?rPAcx
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) *w538Vb
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) V'4sOn
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) D?3^>h
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) Yvu!Q
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) \j]i"LpWb
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) 0x\bDWZ_
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) gUB%6v G\I
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) -&*
4~
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE OXuBtW*,z+
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) q8{)27f,
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) o'Byuct
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) UmSy p\i
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE )
K$dSg1t
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) g9`z]qGWS:
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) 4~3 N;]X
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) lXS.,#lp
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) W7lR54%|
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) /MB3w m
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) O!(M:.
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) ee.#Vhz
!>{`o/dZ
35 relocations ~4\J}Kn
2WRa@;Tj
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) .>0j<|~
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 ,=tPh4>
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。 3%G>TB
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。 0m^(|=N-
) )q4Rh
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 MV<2x7S
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 1>1&NQ#}
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。 Ap{p_~~iJ
主要的三个模块,有如下的关系: QQUYWC
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 /[iqga=
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 Quy&CV{@
·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。 |Fk>NX
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。 \ s8j*
以GDI模块为例,运行结果如下: >weY_%a
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe FabzP_<b
mX9amS&B$
Exports: dMw0Aw,2]8
#MbkU])
rd seg offset name RG9YA&1ce
............ ykv,>nSXLL
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data k[0Gz
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data r
wtU@xsD
............ 6\7bE$K
9gFema{U
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。 6px(]QU
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。 -s5j^U{h|
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: [eebIJs
6 type offset target d|!FI/
2 HNKq<
.......... (,wIbwa
?8AchbK;N
PTR 0442 imp GDI.351 {2EIvKu3:
)aov]Ns
.......... bhqBFiuhH
|kPjjVGF{
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。 '%.:97
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。 8X,dVX5LT
!e5!8z
三、动态汉化Windows原理 eM";P/XaX
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。 B8){
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? }&+b\RE
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。 uOzol~TU)
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。 tA2Py
fk5xIW
四、"陷阱"技术 1 PL2[_2:
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。 .v?x>iV
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: \wR $_X&
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; WZ\bm$
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。 A
dNQS
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: ^=f<WKn
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); WC6yQSnY&
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 Id6H~;
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): OIpkXM
*(lpStr+wOffset) =0xEA; *E*=
;BG
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。 9Z.Xo kg
//源程序 relocate.c 7>#?-, B
ZG29q>
#include <WINDOWS.H> wldv^n hM
#include <dos.h> {z~n`ow
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); AgEX,SPP
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); 5L6_W-n{
typedef struct tagFUNC
n7g}u
{ Hd*e9;z
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 5G$N
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 #NU@7Q[4
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 P%VEJ5,]b
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 6V{Sf9V|
}FUNC; wKxw|Fpn
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; !&'GWQY{(
//Windows主函数 ]S@zhQ
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) zSy^vM;6zf
{ V
iY -&q'
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 1b^e4
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 rC`pTN
WORD wOffset; //函数偏移 CD}::7$
LPSTR lpStr; U"nk AW
LPLONG lpLong; ,%)O/{p_
char lpNotice[96]; &8p]yo2zO
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); _yH{LUIj
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); t6/w({}j
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); LqNt.d @
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); oeV.K.
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 63'Rw'g^|2
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); j) G<PW
lpStr=GlobalLock(hMemData); lZ5LHUzP
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); k }amSsE
//保存原函数要替换的头几个字节 6pJFrWe{
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); JXFPN|
Func.lOld=*lpLong; >A5*=@7bY?
*(lpStr+wOffset)=0xEA; /g/]Q^
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; |/^ KFY"
GlobalUnlock(hMemData); +2:\oy}!8
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); tx` Z?K[
//将保留的内容改回来 w)C/EHF
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); @c;XwU]2t
lpStr=GlobalLock(hMemData); R[#Np`z
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); {5 V@O_*{
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; b/[$bZD5o
*lpLong=Func.lOld; v2w|?26Lf
GlobalUnlock(hMemData); O0Z!*Hy
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); EM2=g9y
return 1; _3Kow{y\
} k)j6rU
$6[%NQp
//自己的替代函数 g=#Cc(
q
4{PN9i
E
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* O)N$nBnp
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) CvOji1
{ >Hr&F
nh+
BYTE NameDot[96]= lJHU1
gu
{ @\*`rl]
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, .ZOG,h+8
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, PJfADB7Y
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, Y0z)5),[U:
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, 8SZZ_tS3r
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, hkpS}*L9o
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, 8}M-b6RV
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, MnLo{G]
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, *x!j:/S`n
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, ltWEA
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 L`2(u!i J
}; t.rlC5
k
vRhI:E)So#
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; SO|!x}GfI
HDC hMemDC;
9q/k,g
BYTE far *lpDot; m| uVmg!*
int i; HfOaJ'+e<
for ( i=0;i<3;i++ ) YD9|2S!G
{ @vc9L
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; (X?HuWTm
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); !We9T )e
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); *w#^`yeo
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); tf3R
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); }j)][{i*x
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); zQxTPd
DeleteDC(hMemDC); E8/Pi>QW
DeleteObject(hBitmap); uv|RpIv e:
} sB@9L L]&|
return TRUE; q _INGCJ
} ~0@uR
C6JwJYa
//模块定义文件 relocate.def -<6b[YA
m@i](1*T|
NAME RELOCATE FfRvi8
EXETYPE WINDOWS Od("tLIO}I
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE u?4d<%5R!
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE @?n~v^
HEAPSIZE 1024 r1&eA% eh
EXPORTS iBPIj;,
*ZkOZ
五、结束语 $jg~a
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。