"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 k _t|)
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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。 {/noYB<;
fV+a0=Z
一、发现了什么? "'5(UiSFz
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。 ,X/j6\VBO
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): :}_hz )
?q6#M&|j/I
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v w,P@@Q E
.................................. qX}3}TL
-gGw_w?)(
6 type offset target M2%@bETJ
BASE 060a seg 2 offset 0000 jNxTy UU
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS =*fq5v
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES #GGa, @O
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) xn, u$@F
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) <?A4/18K
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) 7fqQ
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) <^nS%hXEr
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) Q7y'0s
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) '$,yV f
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) NioqJG?p
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) h`U-{VIrqi
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) 7bYwh8
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) R\cx-h*
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) R.i]6H!
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) w*{{bISw|
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) W$]qo|2P
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) 8K2 @[TE=5
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) M?8sy
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) 3^KR{N p
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) 7mSNz.
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) 5 _y w
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) 'A{zH{
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) p+b/k2Q
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE TQb/lY9*
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) <5L99<E
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) 'LoWp} f9
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) dQ;8,JzIw&
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) Dt!KgI3
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) $mK;{9Z
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) z1b@JCWE
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) ~g{1lcqQP
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) 8$c) ]Bv
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) 9O &]!ga
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) p7AsNqEp
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) ]ovtH.y
OM.-apzC
35 relocations j![1
~5Fx[q
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) wYe;xk`>
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 }alq~jY
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。 N?c~AEk9U
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
(z\pi1
2aTq?ZR|8A
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 NEIF1(:
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 @=G[mc\
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。 (<B%Gy@
主要的三个模块,有如下的关系: )z&C&Gqz
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 $@s-OQ}
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 WCY._H>|
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 0v EQgx>
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 qbQdxKk
以GDI模块为例,运行结果如下: .0,G4k/yv
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe a{ke%W$*P
&W3srJo
Exports: ADF<5#I
Wlg 1t~1=
rd seg offset name zvGncjMkC
............ #e =E
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data F,as>X#
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data cGs&Kn;h
............ PE;<0Cz\
){mqo%{SO
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。 m2~`EL>
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。 LRw-I.z
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: B4HMs$>
6 type offset target TP| ogF?
}@.@k6`n
.......... (mbm',%- (
Zk~Pq%u
PTR 0442 imp GDI.351 CqWO 0
`_.:O,^n^
.......... tSni[,4Kq
[c;0eFSi2
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 63'%+
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 cjtcEW
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三、动态汉化Windows原理 ;TC]<N.YJT
我们知道,传统的汉化Windows的方法,是要直接修改Windows的显示、输入、打印等模块代码,或用DDK直接开发"中文设备"驱动模块。这样不仅工作量大,而且,系统的完备性很难保证,性能上也有很多限制(早期的长青窗口就是如此),所以只有从内核上修改Windows核心代码才是最彻底的办法。 [ Y{
从Windows的模块调用机制,我们可以看到,Windows实际上是由包括在KERNEL、GDI、US ER等几个模块中的众多函数支撑的。那么,修改其中涉及语言文字处理的函数,使之能适应中文需要,不就能达到汉化目的了吗? SnX)&>B
因而,我们可以得出这样的结论:在自己的模块中重新编写涉及文字显示、输入的多个函数,然后,将Windows中对这些函数的引用,改向到自己的这些模块中来。修改哪些函数才能完成汉化,这需要深入分析Windows的内部结构,但CHINESE.DLL已明确无误地告诉了我们,在其数据段的重定位表中列出的引用函数,正是CStar修改了的Windows函数!为了验证这一思路, 我们利用RichWin作一核实。 H/*slqL
用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函数在GDI的第一代码段6139H偏移处(不同版本的Windows其所在代码段和偏移可能不一样)。然后,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +开发工具中的一个)检查GDI的Code1段,6139H处前5个字节是 B8 FF 05 45 55,经过运行Ri chWin 4.3 for Internet后,再查看同样的地方,已改为 EA 08 08 8F 3D。其实反汇编就知道,这5个字节就是 Jmp 3D8F:0808,而句柄为0x3D8F的模块,用HelpWalk能观察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一代码段( 模块名为TEXTMAN)。而偏移0808H处 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一个函数起始的地方,这实际上就是RichWin所重改写的ExtTextOut函数。退出Ri chWin后,再用HelpWalk观察GDI的Code1代码段,一切又恢复正常!这与前面的分析结论完全吻合!那么,下一个关键点就是如何动态修改Windows的函数代码,也就是汉化Windows的核心——"陷阱"技术。 Hi2JG{i
@/N]_2@8;
四、"陷阱"技术 14l6|a
讨论"陷阱"技术,还要回到前面的两个发现。发现之二,已能解释为修改的Windows函数,而发现之一却仍是一个迷。
n gJ{az
数据段存放的是变量及常量等内容,如果这里面包含有重定位信息,那么,必定要在变量说明中将函数指针赋给一个FARPROC类型的变量,于是,在变量说明中写下: ]):>9q$C
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; 'Hj([N
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。 fg,vTpBk
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: <}.!G>X
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); Jj0:p"
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 (I6Q"&h]
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): nm_taER
*(lpStr+wOffset) =0xEA; ?ecR9X k
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。 ~("bpS#ZgD
//源程序 relocate.c -ert42fN
,+Ocb-*
#include <WINDOWS.H> 3=?,Dv0P
#include <dos.h> [uJS.`b
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); )x?)v#k
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); W@zxGH$z>
typedef struct tagFUNC 2^=.f?_YR
{ Ll%}nti
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 6uUzky
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 } gwfe
H
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 E:uTjXt
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 yW*,Llb5
}FUNC; vV=rBO0a?
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; [5!{>L`
//Windows主函数 pKLNBR|
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) N_FjEZpX
{ @o1#J`rv
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 (]?M=?0\
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 6cjCn
WORD wOffset; //函数偏移 *q\>DE=7
LPSTR lpStr; f8UJ3vB
LPLONG lpLong; jUZ$vyT
char lpNotice[96]; hW~UJ/$
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); <eS+3,
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); OXl0R{4
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); MOytxl:R
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); ^R
:zma
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 oO7)7$|1
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ang~_Ec.
lpStr=GlobalLock(hMemData); NYKYj`K
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ;gAL_/_
//保存原函数要替换的头几个字节 B7Zi|-F
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); BW3Q03SW6
Func.lOld=*lpLong; b&Laxki
*(lpStr+wOffset)=0xEA; 2dB]Lw@s
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; K:VZ#U(_
GlobalUnlock(hMemData); B>S>t5$
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); eHIcfp@&
//将保留的内容改回来 r}(m jC"o
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); e%)MIAS0
lpStr=GlobalLock(hMemData); 6#qt%t%?D
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 1A*
"v
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; b5.]}>]t
*lpLong=Func.lOld; R?#=^ $7U
GlobalUnlock(hMemData); 0N]\f.=`
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); GjN6Af~}
return 1; 92C; a5s
} 7hLh}
TI2K_'
//自己的替代函数 2qV oe}F
0DnOO0Nc
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* f<oU"WM
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) O0_RW`69
{ rR/{Yx4
BYTE NameDot[96]= 9@mvG^
{ 5yj# 9H
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, OTAe#]#
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, Zz QLbCV
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, ZCBF&.!
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, KLuOg$i
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, z6,E}Y
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, )J+A2>
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, QUZ+#*:s
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, \hEIQjfi
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, qu'D"0
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 bI(8Um6m
}; <$Sl%DoS
O.\\)8xA
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; 4#:Eq=(W
HDC hMemDC; Jk7 Am-.0
BYTE far *lpDot; <u],R.S)
int i; rz`"$g+#
for ( i=0;i<3;i++ ) Lm<WT*@
{ x&+&)d
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; D
dCcsYm,
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); l,3,$
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); R[*n3
wB
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); !g)rp`?
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); r1}1lJ>7H
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); h qhX
DeleteDC(hMemDC); 2 J3/Eu
DeleteObject(hBitmap); i]4n YYS
} `ueOb
return TRUE; 3^$=XrD
} tJ8:S@E3,
$b7@S`5
//模块定义文件 relocate.def })?-)fFD
@[f$MRp\
NAME RELOCATE 3` D['
EXETYPE WINDOWS N_Zd.VnY
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE %~>-nqS
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE E`C!q
X>
HEAPSIZE 1024 w-NTw2x,&
EXPORTS Tdz#,]Q
knpdECq&k
五、结束语 ~v:IgS
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。