"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 nwCrZW
v^+Sh|z/
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。 wZZ t
Rr|VD@%
一、发现了什么? i@M[>~
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。 I`4*+a'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): L4y4RG/SJ:
y9}>: pj4
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v $l&(%\pp
.................................. 8 uwq-/$
n^6j9FQ7
6 type offset target K:30_l<
BASE 060a seg 2 offset 0000 OX\F~+
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS ;q6Ki.D
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES "C0Q(dr/n
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) b(O3@Q6[
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) y:qUn!3
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) (0y~%J
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) WlBc.kFck
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) R`^_(yn>
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) hSyql
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) Otm0(+YB7
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) #"iu|D
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) [-oc>;`=l
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) AX/m25x
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) w!clI8v/
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) ZSd4z:/
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) Pce;r*9
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) i9][N5\$
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) t"/q]G5
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) l$bu%SZ
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) #';:2Nyq
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) xbYi.
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) ** G9H
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) {8,J@9NU
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE Y#$%iF
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) B%+T2=&$7
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) IG9VdDj
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) ~|xA4u5LG
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE )
yhA6i
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) M%;hB*9
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) v^iL5y!
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) yFlm[K5YD
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) 9.B
KI/
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV )
oc0G|
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) A` o8'+`C
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) PGV/ h
qE3UO<FA
35 relocations %m$Sp47
?|B&M\}g
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) a8Nh=^Py
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 mmRJ9OhS
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。 =k`Cr0aPF
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。 uw+M
Qe0lBR?H
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 d-r@E3
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 1 \6D '/G
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。 KE3;V2Ym f
主要的三个模块,有如下的关系: eHNyNVz
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 \%N!5>cZ{
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 Oh6fj}eK
·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。 !lc[
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。 6h,(wo3Y
以GDI模块为例,运行结果如下: RMWHN:9
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe =`s!;
p hzKm9
Exports: /9pwZ%:<
{w^+\]tC
rd seg offset name dNL(G%Qj+"
............ M>ruKHipFE
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data @8rx`9
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data x!58cS*
............ Y+u_IJ
} .y
1;.
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。 .I0qG g
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。 Jk=I^%~
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: <oA7'|Bu<
6 type offset target 2OR{[L*
b:]V`uF?
.......... T\j{Bi5 \J
8jo p_PG'
PTR 0442 imp GDI.351 90*5
5\>{
YU5(g^<
.......... J!pygn O
rb+j*5Es
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。 =wOm}V8N&
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。 OGg># vj,s
po Vx8oO8
三、动态汉化Windows原理 bU:EqW\( ^
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。 -^h' >.
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? fnX`Q[b4\A
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。 RM]M@%,K
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。 Df<xWd2
(I{rLS!o,L
四、"陷阱"技术 ZE=Sp=@)j
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。 K<qk.~
S
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:
+:!7L=N#
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; 27O|).yKX
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。 @H7d_S
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: oO|KEY(
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); 0C
irfcs}Z
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 6vNrBB
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): %Iv,@}kvT+
*(lpStr+wOffset) =0xEA; S:oi<F
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。 :AF =<X*5
//源程序 relocate.c ;=;
9tX
{rH@gz|@i
#include <WINDOWS.H> :L RYYw
#include <dos.h> SVs_dG$
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); 6NM:DI\%
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); :xv!N*Le
typedef struct tagFUNC xLWwYK
{ _Wp{[TH
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 nv%rJy*w[
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 fW3(&@
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 I]<_rN8~ o
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 B!_mC<*4`X
}FUNC; (#Gw1
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; MLje4
//Windows主函数 ke]Lw
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) rrqR}}l
{ 4Thn])%I
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 dx&'fe*?
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 `YLD`(\
WORD wOffset; //函数偏移 D=m9fFz
LPSTR lpStr; [nc4{0 aT'
LPLONG lpLong; >x+6{^}Q >
char lpNotice[96]; o` ZQ d,3
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); Avd
^
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); UU mTOJr
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); 2w_W Adi
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); 8I8
F/47x
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 O%(fx!c`
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); kabnVVn~
lpStr=GlobalLock(hMemData); uK$9Ll{lk
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); q[`]D7W
"
//保存原函数要替换的头几个字节 !tMuuK?IL=
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); BJB^m|b)
Func.lOld=*lpLong; D2!X?"[P
*(lpStr+wOffset)=0xEA; P+PR<ZoI{f
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; Xti[[s J
GlobalUnlock(hMemData); O[s{ Gk'>
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); s'a/j)^
//将保留的内容改回来 Z
X(z;|l45
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); gp^5#
lpStr=GlobalLock(hMemData); d + / &?3
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); C8e
!H
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; 9S7kUl{
*lpLong=Func.lOld; 5rRN-
GlobalUnlock(hMemData); &7b|4a8B%
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); TI#''XCB5
return 1; ?hM>mL
} {7;8#.S72
UXugRk%d
//自己的替代函数 V_RTI.3p
E4W -hq~
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* 2FF4W54I
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) 8:>1F,
{ OjF_ %5
BYTE NameDot[96]= u7[ykyV
{ 9:,\gw>F
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, |e?64%l5P
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, 3'qJ/*]9
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, g[Ib,la_a
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, ang~<
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, Xr2ou5zAn
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, /X(t1 +
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, 8X`tU<Ab
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, pr#z=vqH
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, WObvbaK
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 Vf'd*-_!Q<
}; ? glSC$b
IOoz^/'
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; m&\h4$[kql
HDC hMemDC; sqJSSNt
BYTE far *lpDot;
\ 3?LqJ
int i; gu<'QV"
for ( i=0;i<3;i++ ) ("+}=*?OF3
{ aj}sc/Qa
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; VUYmz)m5
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); Q7$.LEioN
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); Tekfw
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); h0-hT
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); /D^"X
4!"
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); ;F#7Px(q
DeleteDC(hMemDC); ?)[EO(D
DeleteObject(hBitmap); D
<&X_
} k.^coI5
return TRUE; BV(8y.H
} a,+@|TJ,i
r'uGWW"w
//模块定义文件 relocate.def y^Kph# F"
0B&Y]*
NAME RELOCATE 1~ t{aLPz
EXETYPE WINDOWS F;[T#N:~
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE 7.@TK&
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE ]Xf% ,iu
HEAPSIZE 1024 XC "'Q+
EXPORTS .YnFH$;$
:.d:9Z|_
五、结束语 \&3"<6xA
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。