"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 3rh@|fg)E
DSX.84
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。 IyJHKDFk
nlsif
一、发现了什么? )ZqY`by!
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。 gtVnn]Jh
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): 6tKCY(#oO+
>jH%n(TcC
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v h-+GS%
.................................. ?Ja&LNI9S
E
Zh.*u@^r
6 type offset target #BLmT-cl
BASE 060a seg 2 offset 0000 `+?g96
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS G}8Zkz@+
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES 0<'Q;'2* L
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) P<s0f:".
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) ;.EW7`)Z
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) 6X`i*T$.
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) 5zk^zn)
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) G ,fh/E+
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) ' En|-M5
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) DLBHZ?+!
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) C0v1x=(xiM
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) (#?k|e"Y"`
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) ]sL)[o
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) K#_x.:<J
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) ecIZ+G)k
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) Oiz@tEp=_
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) 6L}}3b h
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) _j Ck)3KO
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) 'PK;Fg\
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) |'ML
)`c[
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) 7ea<2va,
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) \:vHB! 2E
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) @eOD+h'
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE HJ^SqSm
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) yNU.<d 5
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) |18h
p
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) jPc"qER!
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) {Z!x]}{M
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) IVdM}"+
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) 9hn+eU
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) ExKjH*gn
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) DITo.PU
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) Ae[Na:G+
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) g+1&l iV
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) ~>-MVp
*JT,]7>
35 relocations Y5,[udF:O
":!7R<t
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) NcMohpkq
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 ^T&@(|o
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 AAW])c`.
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 /|MHZ$Y9w?
PqDffZ^z
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 \{u 9Kc
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 TG^?J`
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。 B/F6WQdZ
主要的三个模块,有如下的关系:
P#o"T4 >
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 |S0nR<x-M
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 1~aP)q
·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。 g:rjt1w`D
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。 F :p9y_W
以GDI模块为例,运行结果如下: =&~7Q"
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe 9S_PZH
U_[<,JE
Exports: "kS!rJ[
s:ZYiZ-
rd seg offset name k3yA*Ec
............ `WRM7
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data $s.:H4:I
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data j0`)m R}
............ ;vuqI5k
,$A'Y
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。 {a9(
Qi
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。 =`pH2SJT
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: z&KrG
6 type offset target JG/Pc1aK
#AO?<L
.......... 0(|Yy/Yq
rHaj~s 4
PTR 0442 imp GDI.351 @^cR
?DrA@;IB
.......... =8V
9E
Cno+rmsfT
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。 1Wr,E#+C
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。 Nbvs_>N
P+:DLex
三、动态汉化Windows原理 HE|XDcYO
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。 KBOp}MEz
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%vOa
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(Sc!rX
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。 +oev NM
slTE.
四、"陷阱"技术 q/#pol
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。 r\T'_wo
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: /nWBo l,
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; riv8qg
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。 E*AI}:or;
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: @s.civ!Yk
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); {|{;:_.>
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 'zhv#&O
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): l9t|@9
*(lpStr+wOffset) =0xEA; Rl{e<>O\^
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。 B&L-Lc2
//源程序 relocate.c xQ,My
5RsO^2V:
#include <WINDOWS.H> /
DG t
#include <dos.h> ItD&L
))
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); =n<Lbl(7
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); oH='\M%+
typedef struct tagFUNC zQ~ax!}R
{ kt2W7.A5
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 zI,z <-
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 <BiSx
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 /Os6i&;
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 A9_}RJ9
}FUNC; %WF]mF T_
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; _J"fgxW
//Windows主函数 ~JQ6V?fucD
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) Mz 6PH)e;
{ {/}%[cY=
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 i_e%HG
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 ]?%S0DO*
WORD wOffset; //函数偏移 Ggk#>O G
LPSTR lpStr; $1 t
IC_
LPLONG lpLong; 46##(4RF
char lpNotice[96]; tj4/x7!
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 3O*^[$vM
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); N 9W,p2
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); fSVb.MZa7
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); _9C,N2a{C
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 B~B, L*kC2
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); 0bG#'.-
lpStr=GlobalLock(hMemData); 8b!xMFF"
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); AO238RC!:
//保存原函数要替换的头几个字节 <? F-v
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); UC_o;
Func.lOld=*lpLong; Ggry,3X3
*(lpStr+wOffset)=0xEA; =P%?{7
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; ;pj,U!{%s\
GlobalUnlock(hMemData); GTM@9^
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); 0`V;;w8
//将保留的内容改回来 xzHb+1+p
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); [/o BjiBA
lpStr=GlobalLock(hMemData); 8]mRX~
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); B$M4f7
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; wk#cJ`wG;
*lpLong=Func.lOld; lVCnu>8
GlobalUnlock(hMemData); $0R5 ]]db)
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); =o4gW`\z
return 1; \%&):OD1
} [y~kF?a
d uP0US
//自己的替代函数 bFhZSk)
"U!Vdt2vp
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* =~ k}XB
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) EU7nS3K)O~
{ 0t[ 1#!=k
BYTE NameDot[96]= EM(%|#
{ /dO*t4$ @?
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, T|,/C|L
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, .W\JvPTC
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, +%H=+fJ2}
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, &NOCRabc
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, @?>5~
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, eA*We
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, fA"c9(>m%]
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, ;d<O/y,:4
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, m>|7&l_
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 k[)/,1
}; AZf69z
r
KYQ 8T
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; &@FufpPw/
HDC hMemDC; lL'Bop@
BYTE far *lpDot; qI>,PX
int i; B}nT>Ub
for ( i=0;i<3;i++ ) &dPUd~&EL
{ Yxy!&hPLv:
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; 9oIfSr,y
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); Sk:x.oOZ
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); bI^F(
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); ;66{S'*[
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); R13V}yL
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); U&43/;<,
DeleteDC(hMemDC); X"vDFE`?
DeleteObject(hBitmap); ii&ckg>]z
} 4]FS
jVO
return TRUE; !Na@T]J
} el\xMe^SY
]TJ258P}
//模块定义文件 relocate.def 1;PI%++
'y5H%I!
NAME RELOCATE -?l`LbD
EXETYPE WINDOWS @-Y,9mM
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE }u8g7Nj
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE @REMl~"D5
HEAPSIZE 1024 xs
)jO+.
EXPORTS | #b/EA9
tt
CC]
Q
五、结束语 8)MWC:
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。