"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 u4FD}nV
/Yi4j,8!|
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。 [r"Oi|
8I
3\}u#/Vb
一、发现了什么? )lLeL#]FLO
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。 V.
i{IW
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): &X:;B'
=M-=94
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v F&!vtlV)
.................................. ]CLM'$
DQK?y=vf
6 type offset target (]cL5o9
BASE 060a seg 2 offset 0000 Y)/|C7~W
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS %bTuE' `b
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES 4Lg
,J9
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) sDNWB_~
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) \;MP|:{pU
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) r}qDvC D
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) py\:u5QS
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) Qqg.z-G%.
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) }kQ{T:q4
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) zB0*KgAn{
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) #%QHb,lhl
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) G?@W;o)
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) \k=dqWBr7
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) }&/>v' G
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) nxhlTf>3
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) :y7K3:d3
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) :AlvWf$d
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) !dwZ` D
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) P6kDtUXF
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) zx<PX
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) kiJ=C2'&
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) &!4E3&+2m
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) <o|fH~?X
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE c6 &k?Puy
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) <vWP_yy
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) v3cMPN
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) b||usv[or
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) J:W+'x`@
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) #pPOQv:~
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) .*YF{!R`h
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) )B
$Q
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) %ZD]qaU0
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) P\K#q%8
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) DgcS@N
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) G7CkP
U&6A)SW,k
35 relocations h[qZM
?7wcv$K5
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) k^|z.$+
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 ox`Zs2-a
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。 ppn 8
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。 <QvVPE}z
{.k IC@^O
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 }Fu1Y@M%
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 uMva5o
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。 3'x>$5W
主要的三个模块,有如下的关系: v@Eb[7Kq/1
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 6M&ajl`o
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 aHu0z:
·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。 %XN;S29d5W
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。 -h7ssf'u[
以GDI模块为例,运行结果如下: ]QR]#[Tn'
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe b#N P*L&
vdn)+fZ;
Exports: 5ZkR3/h e
>}F$6KM
rd seg offset name sXEIC#rq
............ &)6}.$`
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data 2?%4|@*H?
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data jj2=|)w$3
............ kOo Vqu
?jfh'mCA
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 8hS^8
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 J \|~k2~
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: KRlJKd{
6 type offset target X7OU=+g
y
_ap T<P
.......... _Jg#T~
{sB-"NR`K
PTR 0442 imp GDI.351 FJH>P\+
g7?[}?]3"p
.......... 8K9HFT@yV
ssQ1u.x9
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 sryA(V
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 |DW^bv
2~/`L=L
三、动态汉化Windows原理 XdDQ$'*X
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。 SujEF`"
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? VtzZ1/JE
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。 \?v&JmEU
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。 <2@t~9
X\!q8KEpR&
四、"陷阱"技术 MF.!D;s
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。 IWi0? V
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: V0m1>{
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; p*jU)@a0
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。 xib}E[-l#
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: JdI*@b2k[
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); yn ofDGAf
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 =%I[o=6
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): U%r{{Q1
*(lpStr+wOffset) =0xEA; 2X' H^t]7
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。 )MI w/
//源程序 relocate.c "k+ :!D
:T$}@& -
#include <WINDOWS.H> \mu';[gLd
#include <dos.h> ;p*L(8<YI
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); @=w)a
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); {(-923|,
typedef struct tagFUNC z^gz kXx7
{ 9Oj b~
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 ,9^ 5
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 gYbvCs8O!
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 _5n2'\] H`
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 FEhBhv|m
}FUNC; l2W+VBn6
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; }`
`oojz
//Windows主函数 PT,*KYF_O"
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) zx"EAF{
{ Bi fI.2|
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 D_<B^3w)
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 JfJ ln[
WORD wOffset; //函数偏移 ;(,GS@sP
LPSTR lpStr; o/
\o-kC}
LPLONG lpLong; 6flO;d/v
char lpNotice[96]; B YB9M
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); Ap\]v2G
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 3@eI? (N
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); ~7}no}7
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); sR PQr?
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 % O%;\t
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); n3J,`1*ct
lpStr=GlobalLock(hMemData); lbIW1z%:sy
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); N0lFx?4
//保存原函数要替换的头几个字节 `,pBOh|'
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); fU.hb%m)Q\
Func.lOld=*lpLong; .6n|hYe
*(lpStr+wOffset)=0xEA; 5r8
["
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; gHUW1E
GlobalUnlock(hMemData); >@4Ds"Ye"O
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); 056yhB
//将保留的内容改回来 n$j B"1
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); >Gg[J=7`
lpStr=GlobalLock(hMemData); /-<]v3J
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 1: cq\Y
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; Y
uZ
*lpLong=Func.lOld; ocW`sE?EED
GlobalUnlock(hMemData); 9|>y[i
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); 3H"F~_H
return 1; zXGI{P0O
} Q!~1Xc0S`p
KYcc jX
//自己的替代函数 /s)It
25, [<Ao
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* m|cRj{xZF
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) jvd3_L-@E<
{ .q]K:}9!\
BYTE NameDot[96]= 5.0;xz}#y
{ ,V4pFQzL
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, t?uw^nV 3E
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, &U.y):
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, c$A}mL_
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, e!i.u'z
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, =|- xj h
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, F+xMXBD@>*
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, bg4VHT7?>)
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, <N80MUL|
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, g5Hsz,x
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 I GcR5/3
}; S9/\L6Rmf
DML0paOm5
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; 8^-g yx'
HDC hMemDC; 9D%~~~
%b
BYTE far *lpDot; Q"xDRQA
int i; I$i1o#H
for ( i=0;i<3;i++ ) Pt;\]?LVrD
{ ~ C_2D?
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; Q%GLT,f1.
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); f'Xz4;
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); Y u^ }
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); 1^;&?E
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); m}
=<@b:l
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); +fIyeX
DeleteDC(hMemDC); S
1Ji\
DeleteObject(hBitmap); 1 gRR
} .fW`/BXE
return TRUE; zgpPu4t
} VKrKA71Z~
Z3T26Uk
//模块定义文件 relocate.def / dn]`Ge)
R91u6r#
NAME RELOCATE
D3 E!jQ1
EXETYPE WINDOWS t;ga>^NA"
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE s{j3F
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE zwHTtE
HEAPSIZE 1024 `Sj8<O}
EXPORTS CV7.hF<
z!j`Qoh?V9
五、结束语 WHF:>0B
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。