"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 k'u2a
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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。 [(dAv7YbN
.UJDn^@
一、发现了什么? |:EUh
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。 2=U4'C4#
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): CP={|]>+S
n7Re@'N<
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v 9vVYZ}HC
.................................. z1YC%Y|R
US
Q{o
6 type offset target k-w._E
<
BASE 060a seg 2 offset 0000 fM8 :Nt$
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS q|Ga
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES >B3_P4pW9
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) .-<o[(s
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) Xf Y]qQP
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) =MoPOib\n
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) 8# 9.a]AX
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) t4 aa5@r
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) M'[J0*ip
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) EJN}$|*Av
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) ==Y^~ab;K
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) i #8)ad
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) "S6d^
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) 1 "4AS_Q
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) 2.2 s>?\
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) |qZ4h7wL
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) Aw >DZ2
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) 'Z;R!@Dm
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) 7<X_\,I
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) kkh#VGh"
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) *78TT\q<
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) .PF~8@1ju
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) m:K/)v*
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE A2htD!3
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) E*k=8$Y
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) G0<m3 Up
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) CbwQ'c$}
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) C~kw{g+|
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) 6R"& !.ZF
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) EXo"F*gW
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) \GBv@
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) G;`+MgJ)
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) |nv8&L8
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) 5J1,Usm
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) ](3=7!!J
-u8 ma%JW
35 relocations \ocJJc9
^Z;5e@S
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) -k!UcMWP
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 ld}-}W-cq
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 fF<~2MiKw
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 4R}2H>VV%
z${DW@o3
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 $1/yc#w
u
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 |"\A5v|1
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 4fp}`U
主要的三个模块,有如下的关系: 7!z0)Ai_>=
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 !~PV\DQN
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 'BtvT[KM
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 j#.Aiy:,
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 2gukK8R$
以GDI模块为例,运行结果如下: dd_n|x1
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe i.6c;KU
Wc#4%kT
Exports: %nT!u!#
0<nk>o
rd seg offset name 1@;Dn'
............ "){"{~
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data P;][i| x
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data $,F1E VJ
............ '\=aSZVO
E%2]c?N5
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 V+-%$-w>
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。 FAo\`x
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: wNq#vn
6 type offset target 8FU8E2zo
}cEcoi<v!
.......... `l'z#\
<Zn]L:
PTR 0442 imp GDI.351 1Sx2c
Wi)Y9frE
.......... ~"#qG6dP
?7*.S Lt
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。 Qw}uB$S>
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。 V*}ft@GPD
4ba[*R2
三、动态汉化Windows原理 PFu{OJg&
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。 E WrIDZi
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? ;M1# M:
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。 -QN1=G4
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。 jH({Qc,97
gwm!Pw j
四、"陷阱"技术 X0.k Q
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。 F}wy7s2i
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: Z8%?ej`8
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; pE,2pT2>
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。
E{k$4
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: 9$$dSN\&
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); h'jc4mu0
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 "m4._4U
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): <Z5-?wgf9
*(lpStr+wOffset) =0xEA; Y 3h`uLQ
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。 ?(0=+o(`
//源程序 relocate.c C.].HQ
k{d]
#include <WINDOWS.H> 2RG6m=Y8y
#include <dos.h> ~G,_4}#"pM
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); -n FKP&P
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); 9kHVWDf
typedef struct tagFUNC k<Qhw)M8
{ ^m~&2l\N=
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 d<K2
\:P{}
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 r2yJ{j&s
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 ti'B}bH>'
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 70Jx[3vr
}FUNC; jVi>9[rz
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; !mHMFwvS
//Windows主函数 GZH{"_$
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) 4P jC[A*
{ Pm&h v*D
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 ORuC("
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 %|j`z?i|
WORD wOffset; //函数偏移 /9ctmW1!<
LPSTR lpStr; Kv0V`}<Yc
LPLONG lpLong; lg"aB
char lpNotice[96]; v|\3FEu@
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); aKjP{Z0k$
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); ttOk6-
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); ~(nc<M[
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); 76H>ST@G|
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 >Q$ph=
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); l^F ?^kP
lpStr=GlobalLock(hMemData); dq,j?~ _}
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); Yw] 7@
//保存原函数要替换的头几个字节 v{d$DZUs
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); Ps!umV
Func.lOld=*lpLong; NNt
n
*(lpStr+wOffset)=0xEA; i/j53towe
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; CRBj>
GlobalUnlock(hMemData); Z<^;Ybw{`Z
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); w=pr?jt1:
//将保留的内容改回来 'X<4";$mU
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); m8@&-,T
lpStr=GlobalLock(hMemData); !iO2yp
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); $Nd,6w*`
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; <O5WY37"q
*lpLong=Func.lOld; sSd/\Ap
GlobalUnlock(hMemData); w4(L@1
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); ~8s2p%~
return 1; Mg#yl\v
} I4W@t4bZ
$=iw<B r
//自己的替代函数 _%q~K (::
Jsl2RdI
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* c
{/J.
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) >
vdmN]
{ >H^#!eaqw
BYTE NameDot[96]= e2f+Fv
9
{ v3#,Z!
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, |BbzRis
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, d]poUN~x
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, (:aU"5M
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, dgL>7X=7
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, D/?Ec\t
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, NMe{1RM
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, %xN${4)6
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, v\GVy[Qyv
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, H4s~=iB
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 k,[*h-{8
}; >))CXGE
t;BUZE_!0c
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; }x?F53I)
HDC hMemDC; u<Y#J,p`e
BYTE far *lpDot; P0e-v0
int i; p}^5ru
for ( i=0;i<3;i++ ) RFMPh<Ac
{ =e4 r=I
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; .4p3~r?=S
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); AH|gI2
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); s'h;a5Q1'Q
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); =hkYQq`Q
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); } vmRm*8z
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); |RFBhB/u
DeleteDC(hMemDC); odCt6Du
DeleteObject(hBitmap); &W,jR|B
} 4b:|>Z-
return TRUE; 0?<#!
} 7
!$[XD
s{-gsSmE
//模块定义文件 relocate.def MF8-q'upyT
=j62tDS
NAME RELOCATE _p^"l2%D/
EXETYPE WINDOWS {uj_4Ft
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE vd{QFJ
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE 9<6q(]U
HEAPSIZE 1024 X_]rtG
EXPORTS BH">#&j[
O2?C *
五、结束语 |'q%9#
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。