"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 MxO
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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。 jlu`lG*e&
(NH8AS<
一、发现了什么? @-'/__cgt
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。 Q`.'-iq
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): jo9J%vo
`zdH1 p^w
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v N]1V1c$G*
.................................. 1YOg1 n+k
Gw
~{V
6 type offset target Qg'c?[~W@
BASE 060a seg 2 offset 0000 |d,F-9iw
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS 5f;n<EPy
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES FU_fCL8yA
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) t8+?U^j
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) q';&SR#"`K
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) :3f-9aRC!
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) S~+O`y^
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) E2^ KK:4s
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) Uc_jQ4e_
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) B#FHf
Z
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) 9#v-2QY
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) F>(qOH.I
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) Err4
%-
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) <Z{vC
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) :PgF
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) 7JbY}@
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) =nJ{$%L\x,
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) <+V-k|
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) ?qju
DD
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) d{er|$E?
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) B4`2.yRis
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) qBT_!
)h
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) &MCy.(jN
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE L +L9Y}
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) #v{ Y=$L
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) T"n{WmVQ
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) -glugVq
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) Rw{$L~\
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) IikG/8lP
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) V?OuIg%=:
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) :1:3Svb<Y
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) 8]S,u:E:N
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) 3^{8_^I
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) }1 $h xfb
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) + c`AE
M2}np
35 relocations O`cdQu
H5~1g6b@
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) }VF#\q
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 3pB}2]
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。 8EOh0gk7
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。 GxxDY]!
1o8wy_eSs
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 lK0s=4c{
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 $30oc
Tt{
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 W7t
>&3l
主要的三个模块,有如下的关系: }*NF&PD5RU
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 *P`v^&
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 xdPcsox~
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 YQ;
cJ$
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。 N1%p"(
以GDI模块为例,运行结果如下: bG"HD?A_
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe "jT#bIm
1@xP(XS
Exports: S@x}QQ|.
UEzsDJu
rd seg offset name C;9t">prk
............ R,%_deV\(
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data YydA6IK4
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data ?]^zD k@~
............ WZq,()h
98GlhogWt
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 3?Lgtkb8
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 {V}qwm?
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: W;4Lkk$
6 type offset target Ejv%,q/T(
cph~4wCS[U
.......... -;$nb~y
a5|@R<iF
PTR 0442 imp GDI.351 NetYg]8`
^=^$tF
.......... _K'7(d0z
N>0LQ
MI
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 k'Gw!p}
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 %<ic%gt`#
uVGa(4u}
三、动态汉化Windows原理 r4u z} jl{
我们知道,传统的汉化Windows的方法,是要直接修改Windows的显示、输入、打印等模块代码,或用DDK直接开发"中文设备"驱动模块。这样不仅工作量大,而且,系统的完备性很难保证,性能上也有很多限制(早期的长青窗口就是如此),所以只有从内核上修改Windows核心代码才是最彻底的办法。 X1oGp+&
从Windows的模块调用机制,我们可以看到,Windows实际上是由包括在KERNEL、GDI、US ER等几个模块中的众多函数支撑的。那么,修改其中涉及语言文字处理的函数,使之能适应中文需要,不就能达到汉化目的了吗? n#4Gv|{XMD
因而,我们可以得出这样的结论:在自己的模块中重新编写涉及文字显示、输入的多个函数,然后,将Windows中对这些函数的引用,改向到自己的这些模块中来。修改哪些函数才能完成汉化,这需要深入分析Windows的内部结构,但CHINESE.DLL已明确无误地告诉了我们,在其数据段的重定位表中列出的引用函数,正是CStar修改了的Windows函数!为了验证这一思路, 我们利用RichWin作一核实。 I.1D*!tz
用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函数在GDI的第一代码段6139H偏移处(不同版本的Windows其所在代码段和偏移可能不一样)。然后,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +开发工具中的一个)检查GDI的Code1段,6139H处前5个字节是 B8 FF 05 45 55,经过运行Ri chWin 4.3 for Internet后,再查看同样的地方,已改为 EA 08 08 8F 3D。其实反汇编就知道,这5个字节就是 Jmp 3D8F:0808,而句柄为0x3D8F的模块,用HelpWalk能观察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一代码段( 模块名为TEXTMAN)。而偏移0808H处 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一个函数起始的地方,这实际上就是RichWin所重改写的ExtTextOut函数。退出Ri chWin后,再用HelpWalk观察GDI的Code1代码段,一切又恢复正常!这与前面的分析结论完全吻合!那么,下一个关键点就是如何动态修改Windows的函数代码,也就是汉化Windows的核心——"陷阱"技术。 Y6A;AmM8
t0q_>T-kt
四、"陷阱"技术 OiF{3ae(
讨论"陷阱"技术,还要回到前面的两个发现。发现之二,已能解释为修改的Windows函数,而发现之一却仍是一个迷。 i\)3l%AK]T
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: =Q-k'= 6\
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; );Z]SGd
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。 2:Q(Gl`<l
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: ;\qXbL7
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); P>(P2~$Y"
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 *:g_'K"+
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): VevNG*
*(lpStr+wOffset) =0xEA; Fi4UaJ3K
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。 -p`L%xj\
//源程序 relocate.c A?8\Y{FQ
*t(4 $
#include <WINDOWS.H> <C'Z H'p
#include <dos.h> C`QzT{6!
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); =\Iu$2r`
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); Pz%~ST
typedef struct tagFUNC a[sKE?
{ 9cG<hX9`F
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 ^]>aHz9
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 %D`o
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 !77NG4B
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 )MSZ2)(
}FUNC; @E%DP9.I
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; H=p`T+
//Windows主函数 /aY pIMi9}
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) 8.QSqW7t
{ bAEg$A
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 X`:'i?(yj
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 <^8*<;PaG
WORD wOffset; //函数偏移 4r&f%caU
LPSTR lpStr; XN#&NT{t}
LPLONG lpLong; +BL{@,zr
char lpNotice[96]; r8[T&z@_
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); w2dcH4&
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); x GH1epf
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); )*|(i]
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); ut_pHj@
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 &^!h}D%T/
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); k_ Y~;P@
lpStr=GlobalLock(hMemData); Dz;HAyPj
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); \S4SI
//保存原函数要替换的头几个字节 bcH_V|5}
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); U]R~ gy}#
Func.lOld=*lpLong; Zgamd1DJ[l
*(lpStr+wOffset)=0xEA; G-u]L7t&1
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; QM'X@
GlobalUnlock(hMemData); `)Ky0&?
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); \+m$
//将保留的内容改回来 ;b0NGa(k
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ? mv:neh
lpStr=GlobalLock(hMemData); ~aTKG|74
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); jVWK0Zba
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; qf#)lyr<D6
*lpLong=Func.lOld; eGL<vX
GlobalUnlock(hMemData); tg\|?
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); 2eb1lJdS
return 1; lG:kAtx4
} 7K;!iX<d
@?kJ).
//自己的替代函数 #_JYh?
e,0-)?5R
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* 3n]79+w@z
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) :TalW~r|
{ wTc)S6%7
BYTE NameDot[96]= j:,9%tg
{ HrM$NRhu
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, rD
&D)w
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, F<|t\KOW
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, B^v8,;jZT
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, 8sOQ9
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, f&KdlpxKv
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, ~h$wH{-U#
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, Bc5+ss
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, vXE0%QE'Q
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, p3(2?UO!
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 R2<s0l
}; w@-M{?R
xHA0gZf
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; Fc 6iQ
HDC hMemDC; 'b&yrBFD
BYTE far *lpDot; 3=mr
"&]r:
int i; 8LzBh_J?
for ( i=0;i<3;i++ ) vB\]u.
{ !l@zT}i??
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; P-`(0M7^
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); neZ.`"LV
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); u]*0;-tz
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); M@et6aud;K
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); 8\.b4FNJ
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); Vvp[P>
DeleteDC(hMemDC); 0RFRbi@n(
DeleteObject(hBitmap); nh+l78
} Z4b||
return TRUE; U8$4
R,+
} Mkxi~p%<r
WKfkKk;G
//模块定义文件 relocate.def b97w^ah4gJ
ULJ mSe
NAME RELOCATE VqSc;w
EXETYPE WINDOWS AIYmS#V1W2
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE saf&dd
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE 2,q}Nq
HEAPSIZE 1024 \3f&7wU
EXPORTS NPa\Cg[
co8"sz0(U
五、结束语 ').}N z
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。