"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 eo!z>9#.
* 7CI q
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。 3?:}lY<,
Eq
t61O$x
一、发现了什么? <$E8T>U
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。 -t]0DsPg
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): i|*:gH
<3HJkcYGz
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v u|e2T@t=
.................................. Oaui@q
c!zu0\[Id
6 type offset target W8)GT`\
BASE 060a seg 2 offset 0000 f&:g{K
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS _>s.V`N'
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES eX\t]{\oC
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) j.o)!SA
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) 6*$N@>8&
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) _wIAr
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) )jg3`I@
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) \2Yh I0skW
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) 79\
=)m}$Q
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) ?S"xR0 *
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) &3rh{" ^9
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) q_!3<.sf
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) >a,w8 ^7
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) q+<TD#xoL
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) Gv`PCA@/d
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) fI6F};I5}T
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) *N7\d9y
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) 6 `'^$wKs
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) di"*K*~y
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) [X|P(&\hQd
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) @uc%]V<:k
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) m|!sY[!
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) d/e9LK
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE 7{6wNc
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) fy-(B;
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) grZN.zTO
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) yt?#T#
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) X]N8'Yt
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) Mf?4 `LM
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) -Jb
I7Le
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) #p^D([k
\
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) BJqM=<nQ
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) hSxf;>(d
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) p0Vw@R=
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) o;t{YfK
[=Xvp z
35 relocations W_?S^>?l/
0'gJSrgNI
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) )pg?Z M9
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 lm$T`:c
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。 wDn5|F}i&
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。 "F=O
_]B'C
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 5'X.Z:
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 rKO[;]_*
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。 ^+-i7`|=
主要的三个模块,有如下的关系: Yt&^i(
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 DwoO([&I
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 {&xKSWNc
·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。 #fQStO
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。 8kk$:8
以GDI模块为例,运行结果如下: J:t1W=lJ3
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe 1|2X0Xm{
LcQ \d*
Exports: lE4.O
Y#KgaZ7N
rd seg offset name i),W1<A1
............ "/K44(^
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data zT.qNtU%
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data U`xjau+
............ >XBLm`a
$cc]pJy"}
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。 QHK$2xtq|
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 )8yNqnD
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: B&cC;Hw
6 type offset target r.[9/'>
jfk`%CEk=
.......... fF;-d2mF
Ok9XC <Xu
PTR 0442 imp GDI.351 %{axoGd
WUKYwA/t
.......... ri6_u;Ch
TwY]c<t
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 d&F8nBIM5
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 ~i(X{^,3
~qs97'
三、动态汉化Windows原理 TC'tui
我们知道,传统的汉化Windows的方法,是要直接修改Windows的显示、输入、打印等模块代码,或用DDK直接开发"中文设备"驱动模块。这样不仅工作量大,而且,系统的完备性很难保证,性能上也有很多限制(早期的长青窗口就是如此),所以只有从内核上修改Windows核心代码才是最彻底的办法。 Q1g@FsW&U
从Windows的模块调用机制,我们可以看到,Windows实际上是由包括在KERNEL、GDI、US ER等几个模块中的众多函数支撑的。那么,修改其中涉及语言文字处理的函数,使之能适应中文需要,不就能达到汉化目的了吗? 4\3Z$%2^LZ
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。 Mc9% s$MT
用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函数在GDI的第一代码段6139H偏移处(不同版本的Windows其所在代码段和偏移可能不一样)。然后,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +开发工具中的一个)检查GDI的Code1段,6139H处前5个字节是 B8 FF 05 45 55,经过运行Ri chWin 4.3 for Internet后,再查看同样的地方,已改为 EA 08 08 8F 3D。其实反汇编就知道,这5个字节就是 Jmp 3D8F:0808,而句柄为0x3D8F的模块,用HelpWalk能观察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一代码段( 模块名为TEXTMAN)。而偏移0808H处 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一个函数起始的地方,这实际上就是RichWin所重改写的ExtTextOut函数。退出Ri chWin后,再用HelpWalk观察GDI的Code1代码段,一切又恢复正常!这与前面的分析结论完全吻合!那么,下一个关键点就是如何动态修改Windows的函数代码,也就是汉化Windows的核心——"陷阱"技术。 c{zQX0
>a[)F
四、"陷阱"技术 +Ibcc8Qud
讨论"陷阱"技术,还要回到前面的两个发现。发现之二,已能解释为修改的Windows函数,而发现之一却仍是一个迷。 L9"V$MO
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: 5Osx__6 $t
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; -|T.APxB
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。 SO9j/
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: 2ACN5lyUS
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); L'.7V ~b{
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 I6~.sTl
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): =
oQ-I
*(lpStr+wOffset) =0xEA; :A>cf}
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。 USv: +
.
//源程序 relocate.c kU0e;r1 N
nKT\ /}d
#include <WINDOWS.H> l@%MS\{
#include <dos.h> |X0h-kX4
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); UO>ADRs}
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); m!V ?xGKJ
typedef struct tagFUNC `$7.(.#s
{ uPhFBD7
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 :>] =YE
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 -r7*C:E
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 K}LmU{/t/
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 Pd6 p)zj
}FUNC; 7']n_-fu
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; IOtSAf
//Windows主函数 '(r/@%=U
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) !K'j[cA^
{ 1TJ2HO=Y
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 )[i0~o[
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 W$=Ad *
WORD wOffset; //函数偏移 8HDYA$L
LPSTR lpStr; (
$A0b
LPLONG lpLong; B/6wp^#VX
char lpNotice[96]; 1^jGSB.%A
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); yHsmX2s
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); ]yy10Pk[!
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); 07`hQn)Gc
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); &Ba` 3V\M
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 f%<kcM2
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); Cz` !j
lpStr=GlobalLock(hMemData); &'Pwz
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 2r4owB?
//保存原函数要替换的头几个字节 J'jwRn
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); BIqZg$
Func.lOld=*lpLong; TCWy^8LA
*(lpStr+wOffset)=0xEA; @z[,w`
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; 0Z$=2c?xT
GlobalUnlock(hMemData); K-vG5t0$\/
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); cks53/Z
//将保留的内容改回来 rl"$6{Z}
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); CY"&@v1
lpStr=GlobalLock(hMemData); >MwjUq
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 78T9"CS
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; lV<2+Is
*lpLong=Func.lOld; LQ(z~M0B
GlobalUnlock(hMemData); ~gg(i"V
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); o`,|{K$H
return 1; fyaiRn9/
} 6aRPm%
bis}zv^%v
//自己的替代函数 B >2" O
&3~lZa;D
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* B)>r~v]
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) Xfo3fW)s
{ uyZ
BYTE NameDot[96]= mCah{~
{ u_ou,RF
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, sxc^n
aK0
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, ;r'y/Y'?
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, E0?R,+>&4
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, 6:_@ ;/03%
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, `<_A#@
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, 4j+FDc`
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, ])Rs.Y{Q5
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, VAPRI\uM;
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, j=c=Pe"?u
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 7m='-_w)?w
}; "pUqYMB2i
xgeDfpF'
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; 4u0\|e@a
HDC hMemDC; d^b(Uo=$
BYTE far *lpDot; z 3((L
int i; TNun)0p
for ( i=0;i<3;i++ ) +pMa-{
{ Zfwhg4G~
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; V}=%/OY?
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); F9h'.{@d
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); J5Pi"U$FkY
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); &ed&2t`Y
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); bT93R8yp
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); w(/#isC
DeleteDC(hMemDC); CVxqNR*DN
DeleteObject(hBitmap); -QPM$
} "$P|!k45(
return TRUE; gbf2ty
} PH!^ww6
3QM; K^$
//模块定义文件 relocate.def 'OEh'\d+x
itotn!Wb`
NAME RELOCATE 3jR>
EXETYPE WINDOWS JdYmUM|K/c
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE d OG]Yjc
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE pX 4:WV
HEAPSIZE 1024 ,EsPm'`?A/
EXPORTS b{+7sl
M( euwy
五、结束语 KkD.n#A
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。