"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 /y+;g{
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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。 IN]`lJ
(:</R$I
一、发现了什么? Y3 Pz00x
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。 :pL1F)-*
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): r_qncy,F
a+4`}:KA#
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v (9WL+S
.................................. e
_SoM!;
(1saof*p%
6 type offset target !;xf>API
BASE 060a seg 2 offset 0000 A1#4nkkc9
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS VuJfo9 `E
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES e>ZbZy?
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) [="g|/M)
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) W07-JHV%
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) AaCnTRG
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) 8gu'dG =
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) 02]8|B(E90
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) Fyi?,,
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) PU]7c2.y
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) 5p#o1I
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) iZDb.9@&t
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) 8M".o n
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) ue^?/{OuT
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) @M1yBN
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) &Cx yP_
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) 2Q`PUXj
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) 14@q $}sf
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) DRKc&F6Qy
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) 8S[<[CH
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) /Gh
x2B
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) l\A}lC0?J
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) )n[`Z#
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE ;Wfv+]n9
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) l"~h1xk~
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) }QApeZd+q
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) !"o1ve`{
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) N>F2
c)rm
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) On2Vf*G@|
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) kG|>_5
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) )|59FOWg
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) dcrJ,>i}
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) C[J`x>-K
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) dctA`W@:-
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) ~,M;+T}[r
Kc-A-P &Ry
35 relocations M Z|c7f&`
jiw`i
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) N~Sue
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 ~,`\D7Z3
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 mTb2d?NS
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 w'5dk3$"
Zo}\gg3
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 .LGkr@P
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 O\f:Pg
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。 |aOnV,}
主要的三个模块,有如下的关系: nCSd:1DY
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 +i q+
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 $J;=Ux)$
·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。 Q%AS;(d
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。 2jrX
以GDI模块为例,运行结果如下: 9^C!,A{u4
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe BHRrXC\
u6bB5(s`&
Exports: wzLiVe-
CpP$HrQ
rd seg offset name zYgK$u^H
............ 4o)\DB?!
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data ?G%, k
LJJ
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data ]mJAKycE%
............ W&~iO
6wvhvMkS
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。 ,uqbS
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。 +=29y@c
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: Tr}$Pb1
6 type offset target NNREt:+kr
g^<q L|
.......... ke;*uS
*{D:1S
PTR 0442 imp GDI.351 !tFU9Zt
V"Y
Fu^L
.......... \PtC
XR=c
8f
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。 E6wST@r
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。 aBA#\eV
GO:1
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三、动态汉化Windows原理 (1r>50Ge
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。 ,[K)E
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? n9-q5X^e>
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。 2YP"nj#
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。 @ T~#Gwv
7gR;
四、"陷阱"技术 l.NkS
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。 |2t7mat
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: nD?M;XN
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; $0`$)(Y
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。 X-2S*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: /xm} ?t0U
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); K&gc5L
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 Wp9
2sm+
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): |yl0}.()
*(lpStr+wOffset) =0xEA; 5\*wX.wp
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。 U*+!w@
.
//源程序 relocate.c |@bNd7=2d
Z@aL"@2]a
#include <WINDOWS.H> %>z8:oJ
#include <dos.h> %H 6ZfEO
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); !+26a*P
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); [XU{)l
typedef struct tagFUNC u>i+R"hi"
{ aBtfZDCfzp
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 [@l
v]+@
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 E,yzy[gl
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 O t4+VbB6
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 ([XyW{=h!
}FUNC; "62Ysapq+
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; :M?')
//Windows主函数 <n2{+eO
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) I9j+x])
{ fM[fS?W
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 kKk |@
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 +q,n}@y=
WORD wOffset; //函数偏移 nR |LV'(
LPSTR lpStr; &+r
;>
LPLONG lpLong; `GN5QLg#}0
char lpNotice[96]; :>-sITeY
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); !m O] zn
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); [F-u'h< *l
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); Z$=$oJzB
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); MUt^mu$86
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 2D_Vo ])l/
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); uB&I56
lpStr=GlobalLock(hMemData); cS ;=_%~
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); &/#Tk>:
//保存原函数要替换的头几个字节 lo;9sTUHT
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); @f01xh=8
Func.lOld=*lpLong; nF
y7gA|
*(lpStr+wOffset)=0xEA; xbH!:R;
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; $8 ww]}K
GlobalUnlock(hMemData); E$yf2Q~k
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); JP% ;rAoJ
//将保留的内容改回来 )*<d1$aM
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode);
g8qAJ4
lpStr=GlobalLock(hMemData); 8{=(#]
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 7/$Z7J!k
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; WF.$gBH"
*lpLong=Func.lOld; 8_,wOkk_B
GlobalUnlock(hMemData); IhKas4
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); +z?f,`.*
return 1; O09g b[
} QR"O)lP
!";$Zu
//自己的替代函数 K~~*M?.Z
\c^jaK5
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* O
NzdCgY
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) (V%vFD1)
{ v@1Jhns
BYTE NameDot[96]= Hw. @Le>
{ hr"+0KeX
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, JRs[%w`kD
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, uC ;PP=z
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, $,v+i
-
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, 91Sb=9
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, +A3\Hj&W
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, .8xacVyK2
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, #Lt+6sa]2@
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, 00x^zu?N
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, Q2WrB+/
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 8}b[Q/h!
}; gK_[3FiKt
b6M)qt9R
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; K]Cs2IpI
HDC hMemDC; ;xC~{O
BYTE far *lpDot; HQj4h]O#
int i; /faP]J)
for ( i=0;i<3;i++ ) t-m,~Io W
{ !x /Z"
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; Pb&+(j
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); @MH]s [{o\
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); _;RD-kv
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); '"p*FN
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); | Dpfh
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); otVdx&%]
DeleteDC(hMemDC); *G"#.YvE
DeleteObject(hBitmap); fszeJS}Dw
} &=O1Qg=K
return TRUE; *J5euA5=
} "r3s'\
jmVy4* P_
//模块定义文件 relocate.def eC:Q)%$%l
iz5wUyeg
NAME RELOCATE xJ5!`#=
EXETYPE WINDOWS &!fcL Jd
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE nezbmpL4
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE 5!fW&OiY
HEAPSIZE 1024 UoT}m^ G
EXPORTS ITPpT
SytDo (_=W
五、结束语 n
9M6wS
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。