"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 l_rn++
9BEFr/.
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。 Pmg)v!"
nmU_N:Y
一、发现了什么? Lw1EWN6}_&
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。 .|qK+Hnc
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): h}`!(K^;3
JAjmrX
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v H*^\h?s
.................................. H(
jXI
4mjgt<`
6 type offset target Y-mK+12
BASE 060a seg 2 offset 0000 d[ >`")2)
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS g*UMG>
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES "syh=BC
v
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) }@1q@xU
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) (>4aibA'P
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) 2&PPz}Sw
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) iD38\XNMV
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) WtulTAfN
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) [#Lc]$
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) #1 1NPo9
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) )4>2IQ
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) J7D}%
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) f3j{V N
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) GQQ.OvEc
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) 9>zcBG8f
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) O,bkQY$v
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) .nu @ o40
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) :2
>hoAJJ
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) TGXa,A{
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) B
vo5-P6XY
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) >(w2GD?
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) `afIYXP
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) `p
b5*h6r!
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE SzwQOs*
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) W7"{r)7
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) Zv11uH-C
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) Ji1Pz)fq
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) *L6PLe
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) PWRy7d
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) GZS1zTwBL
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) XqRJr%JH
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) G+xt5n.%
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) D4eTTfQ
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) .:p2Tbo
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) /+*#pDx/zW
R[z`:1lo
35 relocations ^D^4
YJz
-K,-h[o
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) ]<(]u#g_d
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 Y2B&go
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 _lzyMEdr
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 \^( 0B8|w
9a\nszwa
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 WW+l' 6.
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 c4&' D;=
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 UYk>'\%H0
主要的三个模块,有如下的关系: yR{x}DbG
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 CQel3Jtt.
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 C%*k.$#r!
·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;S, tJg
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。 J q{7R
以GDI模块为例,运行结果如下: xtPLR/Z
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe L9pvG(R%
lis/`B\x
Exports: WN(ymcdYB
h)~=Dm
rd seg offset name lo%;aK
............ AL$&|=C-$
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data ]E =Iu
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data *Av"JAX
............ (-]r~Ol^
q-nSLE+_;
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。 4Mk-2 Dx
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。 gaA<}Tp,
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: s9dO,FMs0t
6 type offset target i)#:qAtP*
m}>F<;hQ
.......... k = ?h~n0M
WI]o cF
PTR 0442 imp GDI.351 ^[%%r3"$C
=%'`YbD$
.......... ZmOfEg|h\
OD']:
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。 $$:ZX
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。 $/6;9d^
2[0JO.K
4
三、动态汉化Windows原理 G'YH6x,
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。 "V{yi!D{<
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? G:x*BH+
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。 e><5Pr)
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。 v]__%_
TO%dw^{_`
四、"陷阱"技术 ^(viM?*
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。 M#|dIbns
H
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: _gKe%J&
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; PtqJ*Z
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。 @EE."T9
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: 9qS"uj
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); E}%hz*Q)(
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 5[j`6l
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): T~h5B(J;
*(lpStr+wOffset) =0xEA; AeAp0cbet
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。 ;3_l@dP"
//源程序 relocate.c .z13 =yv
52upoU>}2
#include <WINDOWS.H> f|u#2!7
#include <dos.h> s=?g \oR
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); 8kP3+
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); NEa>\K<\
typedef struct tagFUNC r>bJ%M}
{ N'xSG`,Mg
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 hzk6rYg1
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 'zh7_%
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 0Z{j>=$
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 r>GZ58i
}FUNC; #+$Q+Z|6k
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; v&Kqq!DE
//Windows主函数 Q f(p~a(d
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) =@F&o4) r
{ u&wiGwF[
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 )Ud-}* g
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 mo~*C
WORD wOffset; //函数偏移 p }[zt#v
LPSTR lpStr; =_YG#yS
LPLONG lpLong; 0ZQ' _g|%
char lpNotice[96]; dg4vc][
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); Vf(6!iRP@
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); l }XU59
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); Z$J#|
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); dL|+d:v
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 lsN~*q?~]
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); 02BuX]_0g
lpStr=GlobalLock(hMemData); 'l,V*5L
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); =)|-?\[w
//保存原函数要替换的头几个字节 Pz$R(TV
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); Fd*8N8Pi
Func.lOld=*lpLong; M:5b4$Qh<
*(lpStr+wOffset)=0xEA; C*nB
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; }MUn/ [x
GlobalUnlock(hMemData); If%/3UJ@
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); Z4IgBn(Z_}
//将保留的内容改回来 '=P7""mN5
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); %,ngRYxT#
lpStr=GlobalLock(hMemData); JmEj{K<3I
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); F: mq'<Q
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; 0Ia($.1mY
*lpLong=Func.lOld; q\H[am
GlobalUnlock(hMemData); /PsnD_s]5
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); }jill+]
return 1; A=Ss6-Je
} ^_lzZOhG
|F#1C9]P
//自己的替代函数 8b0d]*q
5E notp[
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* | [>UH
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) S8e{K
{ ^U]UqX`
BYTE NameDot[96]= SM@QUAXO
{ 2k<;R':
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, fA89|NTSUh
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, |r bWYl.b
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, {/pm<k=
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, ;NRF=d>
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, *{+G=d
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, `O'`eY1f
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, 4V~?.
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, "?mJqA
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, -kbg\,PW
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 [LRLJ_~g5
}; U T="2*3gz
eilYA_FL.
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; I"KN"v^
HDC hMemDC; +>4;Z d!@d
BYTE far *lpDot; f|sFlUu&
int i; )aX,% yK
for ( i=0;i<3;i++ ) 6S~sVUL9`
{ V%Sy"IG
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; EAeqLtFqs
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); |<O9Sb_
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); t:fFU1x
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); Q?X>E3=U
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); + T8B:
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); uw2hMt (N
DeleteDC(hMemDC); xpOg8u5
DeleteObject(hBitmap); }K3x
} >a}f{\Q
return TRUE; <vwkjCA`
} Onwp-!!.
@Pt="*g
//模块定义文件 relocate.def GH[wv<
]7e =fM9V;
NAME RELOCATE hqRw^2F
EXETYPE WINDOWS u,6~qQczE
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE }3?n~s\)6f
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE @lvyDu6e
HEAPSIZE 1024 %RDI!e<e}
EXPORTS Qca&E`~Q
7NJhRz`_
五、结束语 )&!&AlLn
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。