"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 $@#nn5^IX
I'yhxymZ;
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 T[;{AXLeI
`/|=eQ")o@
一、发现了什么? d5],O48A
笔者多年来一直从事Windows下的软件开发工作,经历了Windows 2.0 、 3.0 、3.1 ,直至Windows 95、NT的成长过程,也遍历了长青窗口、长城窗口、DBWin、CStar、RichWin等多个Windows汉化产品。从现在看来,影响最大也最为成功的,当推四通利方的RichWin;此外,中文之星CStar与RichWin师出一门,其核心技术自然也差不多。其对外宣传采用独特的"陷阱" 技术即动态修改Windows代码,一直是笔者感兴趣的地方。 <]!IC]+
EXEHDR是Microsoft Visual C++开发工具中很有用的一个程序,它可以检查NE(New-Exe cutable)格式文件,用它来分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就会发现与众不同的两点(以CStar 1.20为例): hB^"GYZ
`iY)3Rq
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v @ ?%"nK
.................................. dm 2_Fj
K8RloDjk_A
6 type offset target {Rz`)qqE
BASE 060a seg 2 offset 0000 -51L!x}1c
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS C<7J5
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES HL!-4kN
<$
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) \o3i9Q9C
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) gM=~dBz
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) !nYAyjf
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) >l7
o/*4
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF )
)3 v8
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) ~_oTEXT^O
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) S_WY91r
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) ![V<vIy
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) UHg^F4>4
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) "?il07+w%
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) Nyo6R9^
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) h*KhH>\
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) [+%*s3`c#
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) 9wwvh'T&NK
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) ^KhFBed
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) FUOvH85f
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) R.fRQ>rI
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) cK?t]%S
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) U?rfE(!
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) 8q0 .yhb
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE h?O-13v
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) LnL<WI*Pq
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) :L?zk"0C
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) *X>rvAd3
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) ^:q(ksssY
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) $C>EnNx
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) J|b1
K]
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) @s[bRp`gd
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) Rza\n8
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) 61KJ(
rSX3
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) (+U!#T]'D
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) \\T
I4A^#
DUtpd|
35 relocations K0v,d~+]
|~/{lE=I
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) zz9.OnZ~
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 7+fik0F
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。 W)"q9(T?%
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。 E=B9FIx~<
AsLAm#zq
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 b
9?w
_
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 8sIGJ|ku
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。 x=Ru@n K;
主要的三个模块,有如下的关系: H;CGLis
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 [DE8s[i-
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 2#&K3v
·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。 RWoiV10
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。 3HA{18{4uP
以GDI模块为例,运行结果如下:
78Gvc~j
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe FxUH?%w
#"Zr#P{P
Exports: (&B &
V
LY|h*a6Ym
rd seg offset name s810714
............ :{fsfZXXr
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data <O*q;&9
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data pUPb+:^R
............ <wuP*vI"h
l|&nGCW
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。 lH6t d
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。 $ey<8qzp
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: &x;nP 6mV
6 type offset target "<&F=gV
X=JSqO6V9
.......... qmK!d<4
~/NA?E-c
PTR 0442 imp GDI.351 $a-~ozr`C
55;xAsG
.......... =DtM.oQ>
p7k0pSt
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 +<iw|vr
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 dFUsQ_]<
/0r2v/0
三、动态汉化Windows原理 6zDJdE'Es
我们知道,传统的汉化Windows的方法,是要直接修改Windows的显示、输入、打印等模块代码,或用DDK直接开发"中文设备"驱动模块。这样不仅工作量大,而且,系统的完备性很难保证,性能上也有很多限制(早期的长青窗口就是如此),所以只有从内核上修改Windows核心代码才是最彻底的办法。 \Lc
pl-;?
从Windows的模块调用机制,我们可以看到,Windows实际上是由包括在KERNEL、GDI、US ER等几个模块中的众多函数支撑的。那么,修改其中涉及语言文字处理的函数,使之能适应中文需要,不就能达到汉化目的了吗? <Ei|:m
因而,我们可以得出这样的结论:在自己的模块中重新编写涉及文字显示、输入的多个函数,然后,将Windows中对这些函数的引用,改向到自己的这些模块中来。修改哪些函数才能完成汉化,这需要深入分析Windows的内部结构,但CHINESE.DLL已明确无误地告诉了我们,在其数据段的重定位表中列出的引用函数,正是CStar修改了的Windows函数!为了验证这一思路, 我们利用RichWin作一核实。 Pc$<Cv|vz
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。 jeW0;Cz
J~
% va/x]K
四、"陷阱"技术 K.cNx
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。 L*5&hPU
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: YZoudX'"
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; {
~Cqb7
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。 q/Gy&8
K
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: /,;9hx
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); bT>^%
H3
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 k_^d7yH
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): GoF C!nx
*(lpStr+wOffset) =0xEA; J>+Dv?Ni$
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。 IUZsLNW
//源程序 relocate.c dJ|]W|q<
@z2RMEC~
#include <WINDOWS.H> zX5p'8-
#include <dos.h>
\n`]QN
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); }R>g(q=N
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); J%}}(G~
typedef struct tagFUNC ~gV|_G
{ #ucOjdquq
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 *+J&ebSTN
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 S</"^C51J
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 31_5k./
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 Bz24U wcZ
}FUNC; ?5->F/f&
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; Z1>pOJm
//Windows主函数 K_My4>~Il
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) AQFx>:in
{ ?!
kup
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 sd=i!r)ya
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 +\{!jB*g
WORD wOffset; //函数偏移 3FS:]|oC
LPSTR lpStr; #4|?;C)u\
LPLONG lpLong; ]])i"oew
char lpNotice[96]; xXyzzr1[
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); ,2]6cP(6qQ
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); &QE* V
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); Oo#wPT;1^(
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); @c&)K^v8
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 zL>nDnL 4
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); EKDv3aFQZ#
lpStr=GlobalLock(hMemData); _o`'b80;
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 5[;^Em)C
//保存原函数要替换的头几个字节 SR\#>Qwx_
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); #_H=pNWe
Func.lOld=*lpLong; lk+)-J-lj'
*(lpStr+wOffset)=0xEA; @5kN
L~2
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; U"ga0X5
GlobalUnlock(hMemData); QXF>xZ~
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); ;)o%2#I
//将保留的内容改回来 J|K~a?&vN
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); !Dun<\
lpStr=GlobalLock(hMemData); AA@J~qd
u
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); K;YK[M1!
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; dz7*a{
*lpLong=Func.lOld; /.}&yRR
GlobalUnlock(hMemData); P+]39p{
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); Ib!`ChZ
return 1; !ZB|GLpo6
} AJq'~fC;I
tFb49zbk
//自己的替代函数 3J@#V '
_tYt<oB~%
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* ##FN0|e&
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) u(d>R5}'
{ eyy&JjVs
BYTE NameDot[96]= IU3OI:uq
{ ;;UvK
v
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, _hXadLt
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, X, J.!:4`
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, t6j(9[gGq
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, Prr<:q
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, %1e`R*I
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, koaH31Q
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, om@` NW
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, B9+oI cO
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, :y]l`Mo -
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 RJ@d_~%U
}; 6)Oe]{-
X8Gw8^t
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; qxE~Moht
HDC hMemDC; ?2Bp^3ytJ
BYTE far *lpDot; t7n*kiN<q
int i; Lw-)ijBW
for ( i=0;i<3;i++ ) B< 6*Ktc
{ UD"e:O_
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; L(}T-.,Slr
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); E7y<iaA{~
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); BYwG\2?~
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); l HZf'P_Wx
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); O4(
Z%YBe
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); ,TP^i 0
DeleteDC(hMemDC); hC~lH eH
DeleteObject(hBitmap); ou@Dd4
} d4gl V`%.
return TRUE; %!x\|@C
} X%39cXM C
H@OYtPHGR
//模块定义文件 relocate.def ,7tN&R_
?6~RGg
NAME RELOCATE 6rdm=8WFA
EXETYPE WINDOWS 5Ss=z
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE ^D/*Hp _
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE sL[,J[AN;
HEAPSIZE 1024
aS:17+!
EXPORTS `W{Ye=|[d#
qH"e:
wgL
五、结束语 C{+~x@
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。