"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 wS*E(IAl
*h|U,T7ew
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。 N;gfbh]
5X+A"X
;C
一、发现了什么? qb4z
T
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。 He)%S]RLk
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): a9 G8q>h]O
UI#h&j5pW
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v w(rE`IgW
.................................. {8aTV}Ha2
Q20%"&Xp]
6 type offset target 6wxs1G
BASE 060a seg 2 offset 0000 |{8Pb3#U
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS &FD>&WRV
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES .u:GjL'$
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) ]{iQ21`a-
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) f<H2-(m
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) VE24ToI?W"
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) MJvp6n
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) #F#%`Rv1
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) RpF&\x>
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) 3u;oQ5<(v
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) XRH!]!
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) 7Wno':w8
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) ]oxZ77ciL
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) +0~YP*I`/
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) :>*7=q=
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) / +\9S
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) /NlGFO*Z
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) /\Ef%@
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) Z7#+pPt!
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) /ouPg=+Nl
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) ,'+kBZOv
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) . ^u,.
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) z}@7'_iJ
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE ]q.0!lh+WL
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) ?0SEMmp`H
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) H. c7Nle
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) g*Phv|kI
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) O}P`P'Y|'
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) hc1N~$3!G
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) Rv=YFo[B
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) yr6V3],Tp
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) <[phnU^
8
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) O=lzT~G|4
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE )
<Uur^uB
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) ]yu:i-SfP
>Q/Dk7 #
35 relocations ebq4g387X
GeqPRah
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) qLCR] _*
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 p 'k0#R$
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。 !<oe=)Iz|
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。 v^iAD2X/F
;`Z{7'^U
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 9ati`-y2
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 @c#(.=
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。 pw#-_
主要的三个模块,有如下的关系: ==B6qX8T
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 GB^B r6
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 edD)TpmE,
·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。 H::bwn`Vc
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。 FsPw1A$y
以GDI模块为例,运行结果如下: +_`7G^U?%
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe "|NI]Kv
YQ}o?Q$z
Exports: Q/?$x*\>
^pS~Z~[d/
rd seg offset name }b}m3i1
............ gr{ DWCK
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data {I((p_
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data ~,Qp^"rlW
............ FwK]$4*
6b,V;#Anj
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 @CoIaUVP
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 yu|>t4#GT
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: JC"z&ka
6 type offset target [Pp'Ye~K@c
N+|d3X!
.......... IBGrt^$M
cNrg#Asen&
PTR 0442 imp GDI.351 _aphkeqd
?0.NIu,,o
.......... VUc%4U{Cti
CITc2v3a
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。 ,6/V"kqIP
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。 qK+5NF|
b>W%t
三、动态汉化Windows原理 l{9Y
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。 im8 CmQ
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? S/ *E,))m
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。 ~u{uZ(~
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。 ~o(
do_[&
四、"陷阱"技术 9$t(&z=
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。 GyIV
Hby
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: x2EUr,7
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; .`lCWeHN
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。 J,hCvm
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: wY#E?,
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); !if
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 0sqFF[i
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): }C:r9?T
*(lpStr+wOffset) =0xEA; sK{e*[I>W
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。 > I?IPQB
//源程序 relocate.c QZs!{sZ
dG{A~Z z
#include <WINDOWS.H> :h$$J
lP
#include <dos.h> eRYK3W
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); pRqx`5 }
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); uZ5p#M_
typedef struct tagFUNC m*pJBZxd
{ ]lbuy7xj63
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址
2iOV/=+
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 |=w@H]r
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 F847pyOJnf
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 M7T5
~/4
}FUNC; XUYtEf
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; I0-MRU~[K
//Windows主函数 WY/}1X9.%
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) DF= *_,2/
{ >j/w@Fj
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 paK2xX8E
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 ]`K2N
WORD wOffset; //函数偏移 X,
n:,'
LPSTR lpStr; Oz95
LPLONG lpLong; Nc`L;CP
char lpNotice[96]; %Zi} MPx
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); +rd+0 `}C
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); xEI%D|)<
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); WJ#[LF!e
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); siI;"?
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 A&VG~r$
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); *pq\MiD/
lpStr=GlobalLock(hMemData); \dVOwr
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ]esC[r]PJ
//保存原函数要替换的头几个字节 vzM^$V
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); 0S"MC9beg
Func.lOld=*lpLong; G[=c
Ss,
*(lpStr+wOffset)=0xEA; K-4PI+qQ\
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; _XBd3JN@
GlobalUnlock(hMemData); HfVZ~PP
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); d6O[ @CyP
//将保留的内容改回来 mt
.sucT
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); I,tud!p`
lpStr=GlobalLock(hMemData); ^!d3=}:0
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); /wp6KXm
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; GOPfXtkC
*lpLong=Func.lOld; eFgA 8kY)
GlobalUnlock(hMemData); jp,4h4C^)
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); 7! Nsm
return 1; R&&4y 7
} TH;hO).u
&~CI<\o P
//自己的替代函数 ZVBXx\{s
Xvu(vA
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* COlqcq'qAu
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) /:
"1Z]@
{ as|<}:V
BYTE NameDot[96]= W1~0_;
{ :;}P*T*PU
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, 4s-!7
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, la!~\wpa
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, =cI(d ,
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, FPz9N@M%Q
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, V
gWRW7Se
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, 1}x%%RD_
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, !L(^(;$Kgr
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, +(Ae4{z"1+
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, K+eM
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 4(+PD&_J
}; SUiOJ[5,
^8WRqQdx
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; 04ui`-c(
HDC hMemDC; ^#pEPVkY
BYTE far *lpDot; H_a[)DT
int i; >MZ/|`[M
for ( i=0;i<3;i++ ) 7Q 3 k7
{ m
O_af
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; y29m/i:
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); #a#F,ZT
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); {7[Ox<Ho
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); -7ep{p-
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); F9PxSk_\9
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); i-1op> Y
DeleteDC(hMemDC); MgZ/(X E
DeleteObject(hBitmap); 3o*YzwRt
} 5P2K5,o|n~
return TRUE; hN_]6,<\
} =;L|gtH"
Rq -ZL{LR7
//模块定义文件 relocate.def j 7B!h|
W/N7vAx X
NAME RELOCATE 8*X4\3:*N
EXETYPE WINDOWS KNl$3nX
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE w0.
u\
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE tQVVhXQ7
HEAPSIZE 1024 ]Ljf?tk
EXPORTS Uo49*Mr
C!gZN9-
五、结束语 kJU2C=m@e2
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。