"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 OX7=g$S 1
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四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 P51M?3&=l
R5uG.Oj-2
一、发现了什么? bw P=f.
笔者多年来一直从事Windows下的软件开发工作,经历了Windows 2.0 、 3.0 、3.1 ,直至Windows 95、NT的成长过程,也遍历了长青窗口、长城窗口、DBWin、CStar、RichWin等多个Windows汉化产品。从现在看来,影响最大也最为成功的,当推四通利方的RichWin;此外,中文之星CStar与RichWin师出一门,其核心技术自然也差不多。其对外宣传采用独特的"陷阱" 技术即动态修改Windows代码,一直是笔者感兴趣的地方。 ,>a!CnK=
EXEHDR是Microsoft Visual C++开发工具中很有用的一个程序,它可以检查NE(New-Exe cutable)格式文件,用它来分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就会发现与众不同的两点(以CStar 1.20为例): 90Ki.K 0
k:Pn.<
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v YhN<vZ}U!~
.................................. J?8Mo=UZz
J\@6YU[A
6 type offset target R.^]{ 5
BASE 060a seg 2 offset 0000 f*o
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS Njc@5*rJ&
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES VHD+NY/
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) WywS1viD
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) Dp([r
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) %F 2h C
x
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) }(nT(9|
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) EK';\}
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) xuK"pS
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) \?xM%(:<Q
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) V"YeF:I
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) A(FnU:
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) d0:LJ'<Q
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) !O_G%+>5W
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) U]cXE1c>F
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) qbv\uYow3k
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) 7iP+!e}$.
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) o}rG:rhIh
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) h9)S&Sk{s
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) -5<[oBL;
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) |R}=HsYey
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) >w
S'z]T9
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) k>($[;k|b
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE (P|[<Sd
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) G4cgY|71
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) (7Z+ De?
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) U~x]2{}
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) DDeU:
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) >rd#,r
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) YYe G9yR
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) E-z5mX.2
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) Vu$m1,/
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) bk0>f
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) pa>C}jk}6
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) ~|+ ~/
#PkuCWm6
35 relocations W@d&X+7e
QLd*f[n
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) E8PDIjp
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 UGcmzwE
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。 .t "VsY|
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。 _?~%+Oz/
T8^9*]:@c!
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 K[z)ts-
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 *Al@|5
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。 >d + }$dB
主要的三个模块,有如下的关系: X)b$CG
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 P[3i!"O>
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 = ~1EpZ
·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。 eAy,T<#
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。 c{M
,K
以GDI模块为例,运行结果如下: >#]A2,
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe bU=Utniq
gm9*z.S\'
Exports: 0kE[=#'.'
F&B\ X
rd seg offset name &A0OYV3i.
............ CHgip&(.F
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data U{2xgNJ
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data i~';1
.g
............ P 9?cp{*
qf? "v;
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。 _ ;HdX$op
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。 !xsfhLZK
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: *vb"mB
6 type offset target 0S{23L4C
-|.NwGh
.......... T fLqxioqZ
sYKx3[ V/
PTR 0442 imp GDI.351 ,L<JG
_T\ ~%
.......... #mQ@4k9i
UoT`/.
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。 QH'*MY
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。 a"jE\OZ{+s
"Rj
PTRe:
三、动态汉化Windows原理 L `1 ITz
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。 /QXUD.(
8
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? &n<YmW?"
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。 82LE9<4A
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。 noWF0+%
eRMN=qP.q
四、"陷阱"技术 ^j}C]cq{Xg
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。 F-m%d@P&X
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: :kgh~mx5LF
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; F6\{gQ<E
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( v"{N}
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: Q|_F
P:
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); ~]KdsT(=_
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 2`=jKt
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): o 4F'z
*(lpStr+wOffset) =0xEA; SzW;Yb"#^k
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。 :>&q?xvA
//源程序 relocate.c &da=hc,>%
#UM,)bH
#include <WINDOWS.H> Sdq}?- &Sa
#include <dos.h> [Sm<X
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); t'44X
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); @O#!W]6NT6
typedef struct tagFUNC Cut~k"lv
{ VX)8pV$
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 65LtCQ}
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 m\>gOTpA4
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 x{R440"
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 JQQyl: =
}FUNC; DGvuo 8
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; PxKBcx4o`
//Windows主函数 -E7mt`:d
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) _pdKcE\X
{ I\)`,w
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 KXt8IMP_"y
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 %vmd2}dA
WORD wOffset; //函数偏移 A?YYR%o%'
LPSTR lpStr; 3BMz{ny=
LPLONG lpLong; p$Tk;;wm
char lpNotice[96]; hUMG}<
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); C*Q7@+&
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); JH?ohA
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); Cv#aBH'N
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); SdH=1zBc
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 s$fM,l:!
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); /H'- }C
lpStr=GlobalLock(hMemData); J*B-*6O44
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); k{*EoV[.$
//保存原函数要替换的头几个字节 8qe[x\,"8
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); ?m)<kY
Func.lOld=*lpLong; N#u'SGTG
*(lpStr+wOffset)=0xEA; !U`4
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; U%vTmdOY
GlobalUnlock(hMemData); <'=!f6Wh
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); 971=OEyq*
//将保留的内容改回来 \,;glY=M!
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); |V34;}\4
lpStr=GlobalLock(hMemData); n.+*_c8 k
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); fN2Sio:
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; 4?pb!@l
*lpLong=Func.lOld; /d&m#%9Up]
GlobalUnlock(hMemData); x1:mT[[$
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); BK!Yl\I<
return 1; &4%pPL\f
} J^8j|%h%e
Dl>tF?=
//自己的替代函数 'aNkU
Pt"K+]Ym
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* h8V*$
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) ,:Px(=d4
{ Yn?beu'
BYTE NameDot[96]= 1Ek3^TOv7
{ u7e$Mq
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, "leSQ
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, j*3;G+
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, S9dxrm?
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, rmg\Pa8W>
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, ,i_+Z
|Ls
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, ;f%@s1u
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, X;LYGJ{Xk
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, =z}PR1X!
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, S257+ K9
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 O>)eir7
}; 5AT^puL]]
0H_Ai=G
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; W* LC3B^
HDC hMemDC; t|@5,J
BYTE far *lpDot; HxbzFu?h
int i;
%lj5Olj
for ( i=0;i<3;i++ ) s_ZPo6p
{ ~ZafTCa;
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; 2P:X_:`~[
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); ->ZP.7
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); s8
WB!x {t
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); Y%i<~"k
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); 56C8)?
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); mAlG}<
DeleteDC(hMemDC); K+Him]
b
DeleteObject(hBitmap); yl$Ko
} 1ZFKLI`V
return TRUE; !w7/G
} -aT-<+?s
inW7t2p<s
//模块定义文件 relocate.def RZW=z}T+H
J@>|`9T9$
NAME RELOCATE YI0l&'7
EXETYPE WINDOWS NLZ5 5yo$
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE _4oAk @A
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE ^mC~<pP(
HEAPSIZE 1024 :uYZ1O
EXPORTS .$~3RjM
i?^L",[
五、结束语 2wpJ)t*PF
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。