"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 I7XJPc4}
%R^*MUTx
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。 H>]A|-rG#
b?K`DUju{0
一、发现了什么? Ctx`b[&KXX
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。 5@_kGoqd
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): d1';d6.u\
Tfp^h~&u
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v K~6u5 a9s
.................................. RXRoMg!-P
txik{' :
6 type offset target i:60|ngK
BASE 060a seg 2 offset 0000 7 T
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS 722:2 {
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES (vFO'jtcB-
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) Hu$y8_Udw
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) <DZ$"t
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) kRqe&N e
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) k}]M`ad
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) 9Cz|?71
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) G@zJf)u}
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) +_1sFH`
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) :i>If:>g
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) h+ <Jv
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) ckYT69U
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) 0.[tEnLZ
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) *WfQi8
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) CE @[Z
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) MdDL?ev
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) 5?q6g
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) Y94S!TbB
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) #z+?t
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) {zalfw{+
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) '
eh }t
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) 4L_)@n}
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE zbI|3
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) )4TP{tp
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) 1:!H`*DU&
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) *yv@B!r
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) F:og :[
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) rK\9#[?x
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) F+ %l=
fs
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) :DrF)1C
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) C55Av%-=
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) xp}M5|
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) wJC F"e
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) YQcaWd(
&z#`Qa3NI
35 relocations ( 8X^pL
uUb`Fy9
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) x\oSD1t,
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 yy Y\g
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。 O(6j:XD
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。 Y/sZPG}4
V8Ri2&|3
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 c \;_jg
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 1obajN
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。 ~=Q^]y,
主要的三个模块,有如下的关系: Sc]G7_
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 U;j\FE^+>
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 ~+C)0Yn
·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。 XZ@|(_Z
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。 GT<!e]=6
以GDI模块为例,运行结果如下: /;kSa}"Q
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe )<lQJ#L86a
bct8~dY
Exports: ,m8mh)K?0>
p-r[M5;-^Q
rd seg offset name MdN0 Y@Ll
............ THARr#1b};
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data O?O=]s
u
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data mVFo2^%v
............ BOWBD@y
u 7:Iv
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。 B77`azwF
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。 +D2I~hC0'
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: W>5[_d
6 type offset target TbaZFLr
\!xCmQ
.......... Y::O*I2
je5[.VT M
PTR 0442 imp GDI.351 Mi;Pv*
o{hX?,4i
.......... P)cEYk
.)SR3?
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。 |s;']
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。 MT7B'hd
~oJ"si
三、动态汉化Windows原理 =^SxZ Bn
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。 \2]_NU5.
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? \Hdsy="Dnh
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。 lF_"{dS_6(
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。 -QwH|
px*1 3"
四、"陷阱"技术 XDHi4i47`o
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。 050,S`%<g8
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: tHAe
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; L^r & .N\
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。 ;s;3cC!
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: xW]65iav
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); xK_oV+
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 ^,#my<{
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): !JyY&D~`
*(lpStr+wOffset) =0xEA; ]jYFrOMy4S
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。 R1D ;
//源程序 relocate.c u`&lTJgF/O
RWGf]V]6
#include <WINDOWS.H> TDUY& 1[
#include <dos.h> #q h
,
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); =~k
c7f{
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); Nke!!A}\|
typedef struct tagFUNC b+|3nc!
{ 2:_6nWl
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 =#v? }JG
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 mBE&>}G<
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 0{g*\W*+~
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 X6",Xr!{
}FUNC; 1`YU9?
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; Z %Ozzp/
//Windows主函数 |q58XwU `
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) /isalOT
{ JhfVm*,
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 Fs].Fa
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 vbVOWX6
WORD wOffset; //函数偏移 xM(H4.<
LPSTR lpStr; g;v;xlY`N
LPLONG lpLong; fGO\f;P
char lpNotice[96]; ^lAM /
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); TS#[[^!S
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); :8!RGtn
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); 5nUJ9sqA
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); Ml7
(<J
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 BHf$ %?3z,
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); d&[RfZ`
lpStr=GlobalLock(hMemData); ]%)<9]}
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); Qr9;CVW
//保存原函数要替换的头几个字节 y TD4![
Func.bOld=*(lpStr+wOffset);
fT|A^
Func.lOld=*lpLong; ,/D}a3JD
*(lpStr+wOffset)=0xEA; Z*q9vX
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; gf1+yJ^d!
GlobalUnlock(hMemData); i=cST8!8N
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); KWZhCS?[(
//将保留的内容改回来 Zym6btc
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); )@X0'X<
lpStr=GlobalLock(hMemData); aL( hWE
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 1[^YK6a/
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; vWZXb`
*lpLong=Func.lOld; u0c}[BAF
GlobalUnlock(hMemData); iN[x
*A|h
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); =9X1 +x
return 1; 68Gywk3]=u
} BtZ]~S}v
C/IF~<B
//自己的替代函数 D]]wJQU2
viG,z4Zf
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* )63
$,y-;$
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) =c'4rJ$+
{ kIVQ2hmv
BYTE NameDot[96]= H*'1bLzq
{ iCE!TmDT
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, jYFJk&c
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, \&5V';
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, !Aw^X} C
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, b,E ?{uG
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, D &"D[|@
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, y
%Q. (
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, <Gi%+I@szl
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, +cfEyiub
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, z*EV>Y[
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 y:W6;R
}; V0=%$tH
[b:&y(
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; gvA}s/
HDC hMemDC; yQiY:SH
BYTE far *lpDot; -GAF>
int i; c]PTU2BB8
for ( i=0;i<3;i++ ) lPZ(c%P
{ @kWL "yy,
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; +e-F`k
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); x#J9GP.
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); gSz<K.CT
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); x9"Cm;H%
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); j#1G?MF
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); lh8QtPe
DeleteDC(hMemDC); P.'.KZJ:WD
DeleteObject(hBitmap); @up,5`
} %.Ma_4o
Z
return TRUE; rm8Ys61\=
} +;?mg(:
@-'a{hBR
//模块定义文件 relocate.def Nmj)TOEPW
mG jB{Q+
NAME RELOCATE *M1GVhW(+
EXETYPE WINDOWS :V(LBH0
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE 0O9b
7F
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE C#kE{Qw10r
HEAPSIZE 1024 \8 `7E1d
EXPORTS >>y`ap2%V
"' JnFM
五、结束语 6ZqU:^3
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。