"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 k-b0Eogp]
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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。 9aE!!
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6_# >s1`R
一、发现了什么? t(|\3$z
笔者多年来一直从事Windows下的软件开发工作,经历了Windows 2.0 、 3.0 、3.1 ,直至Windows 95、NT的成长过程,也遍历了长青窗口、长城窗口、DBWin、CStar、RichWin等多个Windows汉化产品。从现在看来,影响最大也最为成功的,当推四通利方的RichWin;此外,中文之星CStar与RichWin师出一门,其核心技术自然也差不多。其对外宣传采用独特的"陷阱" 技术即动态修改Windows代码,一直是笔者感兴趣的地方。 x]gf3Tc58
EXEHDR是Microsoft Visual C++开发工具中很有用的一个程序,它可以检查NE(New-Exe cutable)格式文件,用它来分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就会发现与众不同的两点(以CStar 1.20为例): EfR3$sp
V.RG=TVS
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v ;@$B{/Q
.................................. %y/8i%@6
#*[G,s#t^
6 type offset target :Q\{LB c
BASE 060a seg 2 offset 0000 4$=Dq$4z
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS x*A_1_A
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES Ifm|_
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) 8tM40/U$
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) qe!\ oh
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) S'jH
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) u*ZRU
4U
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) fBptjt_
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) TqM(I[J7\
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) etEm#3
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) =?}
t7}#
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) :n:Gr?
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) <MlRy%3Z
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) |d* K'+
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) '=_}&
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) z@nJ-*'U8
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) pm-SDp>s
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) tkFGGc}w\
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) do2~LmeW
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) N|v3a>;*l
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) n_Ht{2I
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) 2[W1EQI
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) 5y. n
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE S?W!bkfn
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) G &'eP
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) Xi]WDH \
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) Mb6#97
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) s^X(G!V{c
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) btC0w^5
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) @?A39G{
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) f3>8ZB4
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) f#RI&I\
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) Mt@P}4
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) ?d*0-mhQ,
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) DlkHE8r\
(GVH#}uB
35 relocations =|lKB;
NzmVQ-4
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) Fg3VD(D^U
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 +UxhSFU
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。 l:O6`2Z
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。 17Q1Xa
:>U2yI
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 %z6.}4h
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 '1lr "}"Q+
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。 5} 9}4e
主要的三个模块,有如下的关系: X]J]7\4tF\
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 7gR8Wr ^
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 =(f+geA"hm
·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。 'E2\e!U/
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。 e Ir|%
以GDI模块为例,运行结果如下: W|K"0ab
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe }s_'q~R
1nv#Ehorg
Exports: S4j` =<T,
b_&;i4[
rd seg offset name o#KGENd
............ /P~@__XN
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data sN^3bfi!i
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data &+?JY|u
............ @(Mg>.P
\bze-|C
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。 r7z8ICX'q
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。 ,~
D_T
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: 6N}>@Y5
6 type offset target `mro2A
-jc8ku3*
.......... (3YI> /#
^`Tns6u>
PTR 0442 imp GDI.351 ~c~$2Xo
PiD%PBmUl
.......... =9UR~-`d\
3siWq9.
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 rO]7g
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 ;-=Q6Ms8
;2||g8'
三、动态汉化Windows原理 -c-#1_X5
我们知道,传统的汉化Windows的方法,是要直接修改Windows的显示、输入、打印等模块代码,或用DDK直接开发"中文设备"驱动模块。这样不仅工作量大,而且,系统的完备性很难保证,性能上也有很多限制(早期的长青窗口就是如此),所以只有从内核上修改Windows核心代码才是最彻底的办法。 C WJGr:}&
从Windows的模块调用机制,我们可以看到,Windows实际上是由包括在KERNEL、GDI、US ER等几个模块中的众多函数支撑的。那么,修改其中涉及语言文字处理的函数,使之能适应中文需要,不就能达到汉化目的了吗? {Mc^[}9
因而,我们可以得出这样的结论:在自己的模块中重新编写涉及文字显示、输入的多个函数,然后,将Windows中对这些函数的引用,改向到自己的这些模块中来。修改哪些函数才能完成汉化,这需要深入分析Windows的内部结构,但CHINESE.DLL已明确无误地告诉了我们,在其数据段的重定位表中列出的引用函数,正是CStar修改了的Windows函数!为了验证这一思路, 我们利用RichWin作一核实。 :` >|N|i
用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函数在GDI的第一代码段6139H偏移处(不同版本的Windows其所在代码段和偏移可能不一样)。然后,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +开发工具中的一个)检查GDI的Code1段,6139H处前5个字节是 B8 FF 05 45 55,经过运行Ri chWin 4.3 for Internet后,再查看同样的地方,已改为 EA 08 08 8F 3D。其实反汇编就知道,这5个字节就是 Jmp 3D8F:0808,而句柄为0x3D8F的模块,用HelpWalk能观察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一代码段( 模块名为TEXTMAN)。而偏移0808H处 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一个函数起始的地方,这实际上就是RichWin所重改写的ExtTextOut函数。退出Ri chWin后,再用HelpWalk观察GDI的Code1代码段,一切又恢复正常!这与前面的分析结论完全吻合!那么,下一个关键点就是如何动态修改Windows的函数代码,也就是汉化Windows的核心——"陷阱"技术。 SF.4["$
s)#8>s -
四、"陷阱"技术 {{b&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。 RbUhLcG5
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: 0n25{N
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; 0f.rjd
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。 d\Xi1&&
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: cd8~y
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); cPh
U qET
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 H6ff b)&
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): Byf5~OC
*(lpStr+wOffset) =0xEA; ;[*jLi,uc
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。 @1#QbNp#
//源程序 relocate.c /"A)}>a
f\sxx!kt
#include <WINDOWS.H> wYtL1D(
#include <dos.h> kG:,Ff>
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); q=bW!.#?
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); ]I9Hbw
typedef struct tagFUNC ~]HeoQK
{ 6iwIEb
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 z4f\0uQ
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 [#y/`
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 AtRu)v6r
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 O$}p}%%y7
}FUNC; v\Zni4
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; tGGv 2TCEy
//Windows主函数 T+z]ztO
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) Z:VqBqK
{ {@1C,8n;
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 [h
"*>J{
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 d52l)8
WORD wOffset; //函数偏移 VUXG%511T
LPSTR lpStr; V[f-Nj Kf
LPLONG lpLong; +u%^YBr
char lpNotice[96]; UUy%:t
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); K!/"&RjW.
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); Z:3N*YkL
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); oQgd]|v
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); y5_`<lFv
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 WvG0hts=[
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); cE}R7,y
lpStr=GlobalLock(hMemData); z?$F2+f&
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); {HKd="%VG
//保存原函数要替换的头几个字节 ncg5%(2
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); (Dr g
Func.lOld=*lpLong; >
Y
<in/
*(lpStr+wOffset)=0xEA;
`ReTfz;o
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; QJc3@
GlobalUnlock(hMemData); TJ@@kSSbl
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); 3F' {JP
//将保留的内容改回来 H`/QhE
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); =5NrkCk#V
lpStr=GlobalLock(hMemData); 5'f4=J$Z)
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); Z$R6'EUb1
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; 9-;ujl?{
*lpLong=Func.lOld; R<VNbm;
GlobalUnlock(hMemData); -.A%c(|Q
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); .Ap-<FB
return 1; 5~T`R~Uqb
} BKDs3?&
{9sA'5
//自己的替代函数 )Lht}I ]:
I`"8}d@Jm
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* J+f
.r|?
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) rj qX|
{ Ju3-ZFUS4
BYTE NameDot[96]= "0o1M\6Z
{ aY 8"Sw|4
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, >jEn>H?
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, (vm&&a@
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, fMe "r*SU
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, ugexkdgM
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, |FZ)5
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, 74YMFI
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, =a>a A Z
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, QjH;'OVt
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, y=i_:d0M
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 ?!>B}e&,
}; |4uH
yX%T-/XJ
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; .<zW(PW
HDC hMemDC; KK;3<kX
BYTE far *lpDot; !g}?x3
int i; ~_WsjD0O
for ( i=0;i<3;i++ ) pEk^;
{ ,Y&LlB 2
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; Le3H!9lbc
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); ,i>u>YNZ
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); 3-cCdn
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); L3:dANG
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); b_=$W
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); Xd%c00"U
DeleteDC(hMemDC); +jzwi3B`
DeleteObject(hBitmap); O]{3aMs!Y
} VU+` yQp
return TRUE; $0WO
4C%M
} TWF6YAQm
oTOr,Mn0\6
//模块定义文件 relocate.def &$yC+cf
n4Fh*d ixg
NAME RELOCATE {awv=s
EXETYPE WINDOWS .`Ey'T_
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE ?sQOz[ig;
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE ;,T3C:S?
HEAPSIZE 1024 %H=d_Nm{
EXPORTS C?@vBM}
n_;qB7,,
五、结束语 lz>YjK:
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。