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动态汉化Windows技术的分析

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"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 *t={9h  
X&K,,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。 Ag1nxV1M$  
:X*uE^bH  
一、发现了什么? l?;ReK.r  
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。 f9n4/(C y  
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): )oS~ish  
d{C8}U  
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v jar?"o  
.................................. mj9]M?]  
X<1ymb3  
6 type   offset target [FWB  
BASE   060a seg   2 offset 0000 L;KLmxy#  
PTR   047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS 9@*4^Ks p  
PTR   059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES icK U)  
PTR   0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) ?C6`  
PTR   0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) 1;>RK  
PTR   04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) xlW>3'uHfa  
PTR   04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) Me;Nn$'%  
PTR   04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) H"2,Q T  
PTR   05f5 imp USER.430   ( LSTRCMP ) HI)U6.'  
PTR   04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) i l%9j  
PTR   0514 imp USER.431   ( ANSIUPPER ) mj y+_  
PTR   0523 imp USER.432   ( ANSILOWER ) o%Qn%gaX  
PTR   05aa imp GDI.56     ( CREATEFONT ) E 6!V0D  
PTR   056e imp USER.433   ( ISCHARALPHA ) F#efs6{  
PTR   05b9 imp GDI.57     ( CREATEFONTINDIRECT ) !}xRwkN  
PTR   057d imp USER.434   ( ISCHARALPHANUMERIC ) b|`  
PTR   049c imp USER.179   ( GETSYSTEMMETRICS ) uQWd`7  
PTR   0550 imp USER.435   ( ISCHARUPPER ) ^^)\| kW?  
PTR   055f imp USER.436   ( ISCHARLOWER ) $>%zNq-F  
PTR   0532 imp USER.437   ( ANSIUPPERBUFF ) 6(HJYa  
PTR   0541 imp USER.438   ( ANSILOWERBUFF ) "M]`>eixL  
PTR   05c8 imp GDI.69     ( DELETEOBJECT ) qv/chD`C  
PTR   058c imp GDI.70     ( ENUMFONTS ) x/92],.Mz  
PTR   04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE HsK5 2<  
PTR   05d7 imp GDI.82     ( GETOBJECT ) #- d-zV*  
PTR   048d imp KERNEL.74   ( OPENFILE ) %5(v'/dQ  
PTR   0460 imp GDI.91     ( GETTEXTEXTENT )  +!wkTrV  
PTR   05e6 imp GDI.92     ( GETTEXTFACE )  uQW d1>  
PTR   046f imp GDI.350   ( GETCHARWIDTH ) `"bp -/  
PTR   0442 imp GDI.351   ( EXTTEXTOUT ) a &R,jq  
PTR   0604 imp USER.471   ( LSTRCMPI ) 1+Y; "tT  
PTR   04f6 imp USER.472   ( ANSINEXT ) 8ZO~=e  
PTR   0505 imp USER.473   ( ANSIPREV ) Gv\fF;,R  
PTR   0424 imp USER.108   ( GETMESSAGE ) nON "+c*  
PTR   0433 imp USER.109   ( PEEKMESSAGE ) lt}U,p,S  
ra\|c>[%  
35 relocations aII:Pzh]B  
@;d7#!:cE  
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) Je` w/Hl/U  
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 Q9t.*+  
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 0+S'i82=M  
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 z7lbb*Xe  
nSU7,K`PM  
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 JhB$s  
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 ?T_hK  
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。 ^#2Y4[@  
主要的三个模块,有如下的关系: WJ]g7!Ks  
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 :#W>lq@H  
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 >[g'i+{  
·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。 7jF2m'(  
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。 2?owXcbx  
以GDI模块为例,运行结果如下: oga0h'  
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe ]^l-k@  
Xc]Q_70O  
Exports:  Qp>Q-+e0  
PFeK;`[  
rd seg offset name O,KlZf_B  
............ dtq]_HvTJ  
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data k8"[)lDc.  
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data o/\z4Ri)$  
............ h$fC/Juit  
, Onu%  
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 F ?TmOa0  
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 6~q"#94  
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: H\e<fi%Q  
6 type offset target QgX[?2  
rkWW)h(e  
.......... I~Z m**L  
BH=C  oD.  
PTR 0442 imp GDI.351 z3-AYQ.H  
YcBAW4B`  
.......... k$ } 6Qd  
 WR"p2=  
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。 T?FR@. Rm  
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。 n?A;'\cK  
"mkTCR^]e  
三、动态汉化Windows原理 ,cFp5tV$  
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。 (tP^F)}e5  
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? u8@>ThPD  
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。 -n'%MT=Cd  
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。 P(Hh%9'(  
ZCVN+::Y  
四、"陷阱"技术 :YZMR JL  
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。 _Msaub!N  
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: \Tj(]  
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; bga2{<VF  
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。 :dzam HbX9  
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: m,]M_y\u  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); _&m   
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 -vC?bumR%  
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): }' t*BaU  
*(lpStr+wOffset) =0xEA; Zx]"2U#  
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。 OC[(Eq  
//源程序 relocate.c 2]*2b{gF,  
{z}OZHJN  
#include <WINDOWS.H> ) 4'@=q  
#include <dos.h> \D #NO  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); x_5H_! \#  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); ];go?.*C  
typedef struct tagFUNC !P0Oq)q  
{ ?wx|n_3<:  
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 07+Qai-]  
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 <kmn3w,vi  
BYTE   bOld;     //保存原函数第一字节 w~g)Dz2G  
LONG   lOld;     //保存原函数接后的四字节长值 Z`b{r;`m8  
}FUNC; ^T|~L<A3  
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; p(Q5!3C0q  
//Windows主函数 _\LAWQ|M4[  
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) &6 L{1  
{ r 6STc,%5  
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 +d736lLe%  
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 Sc*O_c3D  
WORD   wOffset;   //函数偏移 fm\IQqIK%  
LPSTR lpStr; pJ5Sxgv{;  
LPLONG lpLong; jM90 gPX>,  
char   lpNotice[96]; y(8AxsROp  
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); mko<J0|4  
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); gI^*O@Q4{b  
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); .gWYKZM  
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); 5A6d]  
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 PGHl:4`Es!  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); 6l>$N?a  
lpStr=GlobalLock(hMemData); xGeRoW(X  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); j{9sn,<:  
//保存原函数要替换的头几个字节 x AD:Z "  
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); nV%1/e"5  
Func.lOld=*lpLong; v7/qJ9l  
*(lpStr+wOffset)=0xEA; e? fFh,a  
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; }ya9 +?I  
GlobalUnlock(hMemData); pRj1b^F5y  
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); D[)g-_3f6<  
//将保留的内容改回来 #^v|u3^DD  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); GRb"jF>ut  
lpStr=GlobalLock(hMemData); o84!$2P+w  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); x,z+l-y  
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; NQ!jkojD  
*lpLong=Func.lOld; q8.K-"f(Q  
GlobalUnlock(hMemData); MD S;qZx=  
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); 0> m-J  
return 1; aQaO.K2  
} u%S&EuX  
yla&/K;|*  
//自己的替代函数 =x~HcsJ8!R  
+)FB[/pXk  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* W9?Vh{w  
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) nj~1y ')  
{ C_Y^<  
BYTE NameDot[96]= ^~2GhveBV  
{ nmVL%66K  
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, { CkxUec  
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, <w.W[ak  
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, V 3-5:z  
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, b$+.}&M  
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, J]~LmSh  
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, R$=UJ}>  
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, EOjo>w>  
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, #!KbqRt  
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, >v`lsCGb  
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 |b52JF ",  
}; [C)-=.Xx)j  
QdL ;|3K9  
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; / PAxPZf_  
HDC   hMemDC; xGJ{_M  
BYTE far *lpDot; o64&BpCK  
int   i; 70l"[Y  
for ( i=0;i<3;i++ ) &CFHH"OsT  
{ h \b]>q@  
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; B]q &?~  
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); ~&=-*  
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); }N1Z7G  
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); T2 0dZ8{y  
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); ]C-hl}iq  
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); *?K3jy{  
DeleteDC(hMemDC); hp!UW  
DeleteObject(hBitmap); `ej  
} # &o3[.)9  
return TRUE; Q uy5H  
} GmB7@-[QA%  
yK<%AV@v  
//模块定义文件 relocate.def utC]GiR  
JB a:))lw  
NAME     RELOCATE h&||Ql1  
EXETYPE   WINDOWS _mKO4Atw  
CODE     PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE S,EXc^A7  
DATA     PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE it!8+hvq9*  
HEAPSIZE 1024  [ottUS@  
EXPORTS &)OX*y  
eZ y)>.6Z  
五、结束语  ;OQ{  
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。
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