"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 *,
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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。 nDy=ZsK
koZp~W-
一、发现了什么? eS:e#>(
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。 d2sq]Q
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): gwT,D.'Ut
+~O{
UGB=
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v O%e.u>=4%
.................................. Sw'?$j^3
lJ#>Y5Qg
6 type offset target GYxI$y0:
BASE 060a seg 2 offset 0000 zX`RN)C
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS F9w&!yW:
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES f34&:xz2U
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) G|_aU8b|t
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) G. TX1
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) 4V8wB}y7e
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) pr(\?\a
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) taaAwTtk?A
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) DU8LU*q'
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) )n@ 3@NV
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) IoOnS)
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) /GGu` f
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) puF
Z~WZ
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) ]{^vs'as\
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) \l5:A]J
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) krc!BK`V
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) ^#se4qQ
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) -74T C
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) >/bK?yT<
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) DjvgKy=Jr_
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) |Eu~=J7@
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) [zEP|
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) .
*xq =
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE ped Yf{T
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) HYmXPpse
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) hATy3*4
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) 7g+ ]
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) #SNI
dc>9\
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) Fg_s'G,`
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) *PU,Rc()6
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) *?Ef}:]
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) N)WG~=Gi
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) X(28xbd|
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) 4[ 0?F!%
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) RNtA4rC>#
1Z8oN3
35 relocations ]
Nipo'N;
aZ`agsofk
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) ;@~*z4U
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 :Xh`.*{EX
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?{9Z
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。 v=-3 ,C
Qp&ySU8
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 h xJgxM
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 m-92G8'
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。
WPKTX,k
主要的三个模块,有如下的关系: @6'E8NFl
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 #2ASzCe
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 '$-,;vnP0
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 pY#EXZ#
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 ;XQ lj?:
以GDI模块为例,运行结果如下: X>8?p'*
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe BM~niW;k
^T6!z^g1h
Exports: FD+PD:cQn
TFDCo_>o
rd seg offset name }h h^U^ia
............ [=3tAPpzK
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data pF+wHMhUe
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data +J8/,d
............ 9$@ g;?}Ps
q%Jy>IXt
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。 bv>lm56
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。 jZ,[{Z(N
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: h!CX`pBM
6 type offset target )Hm[j)YI
X`QW(rq
.......... ?$4R <
\+Ln~\Sv
PTR 0442 imp GDI.351 ]Ja8i%LjOG
e4%*I8
^e
.......... e`M]ZGrr
9Ru%E>el-
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 M8j(1&(:
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 z T T
AeCG2!8^0
三、动态汉化Windows原理 H-KwkH`L4
我们知道,传统的汉化Windows的方法,是要直接修改Windows的显示、输入、打印等模块代码,或用DDK直接开发"中文设备"驱动模块。这样不仅工作量大,而且,系统的完备性很难保证,性能上也有很多限制(早期的长青窗口就是如此),所以只有从内核上修改Windows核心代码才是最彻底的办法。 _D,f4.R
从Windows的模块调用机制,我们可以看到,Windows实际上是由包括在KERNEL、GDI、US ER等几个模块中的众多函数支撑的。那么,修改其中涉及语言文字处理的函数,使之能适应中文需要,不就能达到汉化目的了吗? @"Fp;Je\bN
因而,我们可以得出这样的结论:在自己的模块中重新编写涉及文字显示、输入的多个函数,然后,将Windows中对这些函数的引用,改向到自己的这些模块中来。修改哪些函数才能完成汉化,这需要深入分析Windows的内部结构,但CHINESE.DLL已明确无误地告诉了我们,在其数据段的重定位表中列出的引用函数,正是CStar修改了的Windows函数!为了验证这一思路, 我们利用RichWin作一核实。 w[oQ}5?9'
用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函数在GDI的第一代码段6139H偏移处(不同版本的Windows其所在代码段和偏移可能不一样)。然后,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +开发工具中的一个)检查GDI的Code1段,6139H处前5个字节是 B8 FF 05 45 55,经过运行Ri chWin 4.3 for Internet后,再查看同样的地方,已改为 EA 08 08 8F 3D。其实反汇编就知道,这5个字节就是 Jmp 3D8F:0808,而句柄为0x3D8F的模块,用HelpWalk能观察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一代码段( 模块名为TEXTMAN)。而偏移0808H处 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一个函数起始的地方,这实际上就是RichWin所重改写的ExtTextOut函数。退出Ri chWin后,再用HelpWalk观察GDI的Code1代码段,一切又恢复正常!这与前面的分析结论完全吻合!那么,下一个关键点就是如何动态修改Windows的函数代码,也就是汉化Windows的核心——"陷阱"技术。 ?iEXFYJG
dN/ "1%9)
四、"陷阱"技术 l~!fQ$~
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。 C!k9 JAa$Z
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: yZ)aKwj%U
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; |abst&yp
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。 2*wO5v
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: >fA@tUQB
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); \"`>-v"h
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 UAXF64w{
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): PeUd
*(lpStr+wOffset) =0xEA; j*~dFGl)
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。 OK?3,<x
//源程序 relocate.c L[Yp\[#-q
xZ=FH>Y6'
#include <WINDOWS.H> 8w8I:*
#include <dos.h> Fxth>O`$
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); j[J@tM#
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); }-q`&1!t
typedef struct tagFUNC 0ij~e<
{ X$|TN+Ub
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 !eAdm
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 (GcKaUg8*
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 6SBvn%
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 j YIV^o 0
}FUNC; :e<`U~8m
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; Tb0;Mbr
//Windows主函数 PUjoi@]
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) Ie&b<k
{ {[t"O u
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 >6l ;/J
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 ,rB9esxic
WORD wOffset; //函数偏移 1'v !9
LPSTR lpStr; P-OPv%jyi
LPLONG lpLong; "^
6lvZP(
char lpNotice[96]; QTjftcu
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); ]O7.ss/2
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); x\J;ZiWwW
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); qM1)3.)[:
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); V)1:LLRW
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 yg+IkQDf4U
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); 0gOrW=
lpStr=GlobalLock(hMemData); Rw/JPC"
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); yLgKS8b
//保存原函数要替换的头几个字节 =yTa,PY
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); i+X2M-[Ls
Func.lOld=*lpLong; NrJ_6sjF0g
*(lpStr+wOffset)=0xEA; Y7kb1UG
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; =2nn "YVP
GlobalUnlock(hMemData); n,?IcDU~m
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); /y9J)lx
//将保留的内容改回来 i2FD1*=/?
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); q1TW?\pjb:
lpStr=GlobalLock(hMemData); 2l)9Lz=;L
lpLong=(lpStr+wOffset+1 );
7edPH3
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; G_^iR-
*lpLong=Func.lOld; ^YG7dd_
GlobalUnlock(hMemData); 5&?KW)6 Rz
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); q
M_/
return 1; ne"?90~
} x!C8?K=|
M<Wn]}7!
//自己的替代函数 .@i0U
]~prR?
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* Y%fVt|
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) 1qLl^DW
{ ~3'RW0
BYTE NameDot[96]= z#{0;t
{ 0;FqX*
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, GDHK.?GY
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, YA"Ti9-EV
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, 8Q^6ibE
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, *,W!FxJ
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, c/<Sa|'
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, $"sq4@N
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, g=FDm*
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, 5?5-;H
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, wc7mJxJxA
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 #*Yi4Cn<
}; Y^f94s:2S
$!|8g`Tm
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; jD '
HDC hMemDC; kqKj7L
BYTE far *lpDot; lh\ICN\O
int i; G`]v_`>
for ( i=0;i<3;i++ ) x)ddRq
l
{ '?"t<$b
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; ceFsGdS
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); (odR'#
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); r zM Fof
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); Ew
%{ i(d
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); %XP_\lu]
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); _{LN{iqDv
DeleteDC(hMemDC); yn/?=
?0
DeleteObject(hBitmap); I*A0?{
} 3Q'[Ee2-3
return TRUE; }W:*aU
} \7Gg2;TA6o
V#'26@@
//模块定义文件 relocate.def e2AN[Ar
Pz]bZPHn
NAME RELOCATE 7?=43bZl
EXETYPE WINDOWS TL},Unq
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE PIZ
C;K4|
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE &1z)fD2
HEAPSIZE 1024 oA4D\rn8"
EXPORTS `Yx-~y5X
A 1T<
五、结束语 ,vPe}OKj
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。