"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 r>,s-T!7
EN-;@P9;C
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。 Y9r##r+
H[ o > "@4
一、发现了什么? ~Iz{@Ep*
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。 l#|wF$J
EXEHDR是Microsoft Visual C++开发工具中很有用的一个程序,它可以检查NE(New-Exe cutable)格式文件,用它来分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就会发现与众不同的两点(以CStar 1.20为例): u.rFZu?E\
0U&@;/?
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v iyJx~:
.................................. X4dxH_@
^hRx{A
6 type offset target 8~j1
BASE 060a seg 2 offset 0000 k}hTSL
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS G<W;HM j2
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES !e?2
x@J
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) ]y\Wc0q
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) _L%
=Q ulu
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) h]>7Dl]
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) Rc2JgV
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) *o}7&Hw#9f
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) r~YxtBZH+
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) xtFGj,N
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) W!o|0u!D
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) 3k# h!Z
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) Xx?~%o6
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) )N3XbbV
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) t b>At*tO
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) 'B9q&k%<
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) nw,XA0M3
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) P<C=9@`!
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) mkuK$Mj
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) N!%[.3o\K
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) l>*L
Am5
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) ^Rh`XE
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) =Q~@dP
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE 0Z1';A3
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) Id^)WEK4
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) &HB!6T/
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) |
{Tq/
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) lnQY_~s
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH )
IBYSI0
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) 1"S~#
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) P^^WViVX
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) Y+nk:9
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) ' '<3;
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) jT*?Z:U
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) L/xTW
NiBly
35 relocations [79iC$8B|
;iO5
8S3
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) 5kLz8n^z@@
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 JXQh$hs
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。 HlOn=>)<
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。 +!cibTQTT
1b,MJ~g$
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 2#Du5d
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 NCivh&HR
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。 dZ|x `bIgs
主要的三个模块,有如下的关系: V.}3d,Em%]
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 YB]{gm2
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 S+bpWA
·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。 c&'5r OY~
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。 [w{x+6uX'
以GDI模块为例,运行结果如下: |ngv{g
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe {F ',e~}s
!g4u<7
Exports: ymb{rKkN3
m[qW)N:w
rd seg offset name _)ZxD--Qg
............ ;T :]?5W!
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data VQ8Q=!]
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data 4 u=v
............ Kh7C7[&
R1~wzy
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。 ,}/6Za
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。 )x3p7t)#
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: W!V-m
6 type offset target s"~3.J
G=PX'dS
.......... .`jYrW-k
(*Z:ByA
PTR 0442 imp GDI.351 ?T)M z
q}
a FL;E
.......... H,EGB8E2
PZihC
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。 F^CR$L& K
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 t!\B6!Fo
&3 *#h
三、动态汉化Windows原理 r"!xI
我们知道,传统的汉化Windows的方法,是要直接修改Windows的显示、输入、打印等模块代码,或用DDK直接开发"中文设备"驱动模块。这样不仅工作量大,而且,系统的完备性很难保证,性能上也有很多限制(早期的长青窗口就是如此),所以只有从内核上修改Windows核心代码才是最彻底的办法。 2H/{OQ$
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? mo"1|Q&
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。 R$bDj>8
用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函数在GDI的第一代码段6139H偏移处(不同版本的Windows其所在代码段和偏移可能不一样)。然后,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +开发工具中的一个)检查GDI的Code1段,6139H处前5个字节是 B8 FF 05 45 55,经过运行Ri chWin 4.3 for Internet后,再查看同样的地方,已改为 EA 08 08 8F 3D。其实反汇编就知道,这5个字节就是 Jmp 3D8F:0808,而句柄为0x3D8F的模块,用HelpWalk能观察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一代码段( 模块名为TEXTMAN)。而偏移0808H处 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一个函数起始的地方,这实际上就是RichWin所重改写的ExtTextOut函数。退出Ri chWin后,再用HelpWalk观察GDI的Code1代码段,一切又恢复正常!这与前面的分析结论完全吻合!那么,下一个关键点就是如何动态修改Windows的函数代码,也就是汉化Windows的核心——"陷阱"技术。 SBg|V
20/P:;
四、"陷阱"技术 <>H^:iqn
讨论"陷阱"技术,还要回到前面的两个发现。发现之二,已能解释为修改的Windows函数,而发现之一却仍是一个迷。 U+,RP$r@
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: ,olP}
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; yof8L WXx
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。 -I[K IeF
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: NqM=Nu\
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); "V`5 $ur
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 nd }Z[)
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): `L%<3/hF
*(lpStr+wOffset) =0xEA; _R}yZ=di
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。 Lk.tEuj=82
//源程序 relocate.c JHa\"h
N(%(B
#include <WINDOWS.H> ZF@$3
#include <dos.h> %+oqAYm+s
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); Hu+GN3`sx^
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); O9rA3qv
B
typedef struct tagFUNC sGx3O i
{ 5zz">-Q !
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 >qZl
s'
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 3)y=}jw
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 06z+xxCo
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 aSMoee@!
}FUNC; hQeG#KQ
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; Ax*xa6_2
//Windows主函数 z9E*1B+
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) <R?S
{ u.Tknw-X
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 ]f>0P3O5&
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 pKU(4&BxX
WORD wOffset; //函数偏移 x@3cZd0j#
LPSTR lpStr; EiVVVmm!
LPLONG lpLong; _&r19pY
char lpNotice[96]; AdRp{^w
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); ]QGo(+
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); \1hQ7:f;\
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); D!z'Y,.
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); 5+UNLvsZ
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 -$$mr U
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); <H$!OPV
lpStr=GlobalLock(hMemData); LtUvFe
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); W#2} EX
//保存原函数要替换的头几个字节 "R"{xOQl
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); aYM~Ub:x{
Func.lOld=*lpLong; )iid9K<HB
*(lpStr+wOffset)=0xEA; /D964VR1M\
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; @9~x@[
GlobalUnlock(hMemData); [Sj"gLj
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); *4%%^*g.I
//将保留的内容改回来 A0OA7m:~4
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); Eihy|p
lpStr=GlobalLock(hMemData); "]|7%]
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 7Ah
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; p`EgMzVO,
*lpLong=Func.lOld; xQl}~G]!
GlobalUnlock(hMemData); &G?"I%Vw
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); n6G&c4g<"
return 1; 2@IL
n+#
} %cBOi_}}~
iNc!zA4
//自己的替代函数 _-rC]iQJ55
DF
UTQ:N
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* ;y-:)7J
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) j{D tjV8
{ m&s>Sn+
BYTE NameDot[96]= )+ 'r-AF*
{ 7 IJn9 b
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, o2cc3`*8d
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, 7!wc'~;
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, p:W{c/tV
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, qHT73_R
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, qoZ)"M
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, ,.h@tN<C
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, QN|=/c<U
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, mX!*|$bs
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, sWB@'P:x
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 eiXl"R^
}; :@a0h
[!MS1vc;
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; x6*y$D^B
HDC hMemDC; ={f8s,m)P,
BYTE far *lpDot; |3 Iug
int i; [4aw*M1z}.
for ( i=0;i<3;i++ ) @4MQ021(
{ 1Wiz0X/
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; wS+!>Q_]w
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); ><S(n#EB
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); o
0T1pGs'
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); gf?N(,
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); sT "q]
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); i+pQ 7wx
DeleteDC(hMemDC); ec/>LJDX7
DeleteObject(hBitmap); 29CzG0?B
} K|OPtYeb
return TRUE; z 2jC48~
} >2=
Y 35j
7WUvO
//模块定义文件 relocate.def nA{yH}D4
C| 2|OTtQ
NAME RELOCATE &,=FPlTC=
EXETYPE WINDOWS QPh3(K1w^
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE UvM4-M%2JN
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE C/H;|3.X
HEAPSIZE 1024 bwcr/J(Nb
EXPORTS LAY:R{vI
_*n
`*"
五、结束语 fms(_Q:R?
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。