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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 +W{ELdup%q  
#M9rt ~4  
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。 O@$wU9 D<  
bV'^0(Zv  
一、发现了什么? @vy {Q7aM  
笔者多年来一直从事Windows下的软件开发工作,经历了Windows 2.0 、 3.0 、3.1 ,直至Windows 95、NT的成长过程,也遍历了长青窗口、长城窗口、DBWin、CStar、RichWin等多个Windows汉化产品。从现在看来,影响最大也最为成功的,当推四通利方的RichWin;此外,中文之星CStar与RichWin师出一门,其核心技术自然也差不多。其对外宣传采用独特的"陷阱" 技术即动态修改Windows代码,一直是笔者感兴趣的地方。 z?9vbx  
EXEHDR是Microsoft Visual C++开发工具中很有用的一个程序,它可以检查NE(New-Exe cutable)格式文件,用它来分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就会发现与众不同的两点(以CStar 1.20为例):  BKiyog  
F_Pv\?35z  
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v g;|3n&  
.................................. /hNZ7\|P  
@zz4,,]  
6 type   offset target T B!z:n  
BASE   060a seg   2 offset 0000 _[eAA4h  
PTR   047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS ;r**`O  
PTR   059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES ,-55*Rbi  
PTR   0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) .Xq4QR .  
PTR   0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) 7'pmW,;  
PTR   04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) n/>^!S  
PTR   04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) @k"Q e&BQ  
PTR   04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) ncF|wz  
PTR   05f5 imp USER.430   ( LSTRCMP ) ^e<"`e  
PTR   04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) Pz=x$aY  
PTR   0514 imp USER.431   ( ANSIUPPER ) Xup"gYTZQ  
PTR   0523 imp USER.432   ( ANSILOWER ) "r:i  
PTR   05aa imp GDI.56     ( CREATEFONT ) y;M}I8W[  
PTR   056e imp USER.433   ( ISCHARALPHA ) X4- _l$j  
PTR   05b9 imp GDI.57     ( CREATEFONTINDIRECT ) **].d;~[l  
PTR   057d imp USER.434   ( ISCHARALPHANUMERIC ) x/Nh9hh"  
PTR   049c imp USER.179   ( GETSYSTEMMETRICS ) YPq4VX,  
PTR   0550 imp USER.435   ( ISCHARUPPER ) O.ce"5Y^  
PTR   055f imp USER.436   ( ISCHARLOWER ) C`p)S`d  
PTR   0532 imp USER.437   ( ANSIUPPERBUFF ) 5x( [fG  
PTR   0541 imp USER.438   ( ANSILOWERBUFF ) F4Jc7k2  
PTR   05c8 imp GDI.69     ( DELETEOBJECT ) st|;] q9?  
PTR   058c imp GDI.70     ( ENUMFONTS ) L<GF1I)  
PTR   04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE ~E]ct F  
PTR   05d7 imp GDI.82     ( GETOBJECT ) ZmJ!ZKKch  
PTR   048d imp KERNEL.74   ( OPENFILE ) _8-iO.T+2  
PTR   0460 imp GDI.91     ( GETTEXTEXTENT ) #u<^  
PTR   05e6 imp GDI.92     ( GETTEXTFACE ) ;w\7p a  
PTR   046f imp GDI.350   ( GETCHARWIDTH ) 2}NWFM3C  
PTR   0442 imp GDI.351   ( EXTTEXTOUT ) 2HxT+|~d6  
PTR   0604 imp USER.471   ( LSTRCMPI ) 88K=jo))b  
PTR   04f6 imp USER.472   ( ANSINEXT ) ?1DA  
PTR   0505 imp USER.473   ( ANSIPREV ) 3G4N0{i  
PTR   0424 imp USER.108   ( GETMESSAGE ) -uE2h[X|  
PTR   0433 imp USER.109   ( PEEKMESSAGE ) ^oL43#Nlo  
`{1&*4!  
35 relocations VE <p,IO  
W .B>"u  
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) m!Iax]D{  
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 tA*hh"9  
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 KGVAP  
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 GT -(r+u  
F(yx/W>Br_  
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 ,-4SVj8$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。 ?PMF]ah  
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。 CY"iP,nHl  
主要的三个模块,有如下的关系: k|O?qE1hP  
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 pl-2O $  
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 *@EItj`  
·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。 dBB;dN  
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。 _tl,-}~  
以GDI模块为例,运行结果如下: }I1A4=d  
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe H 3e(-  
\`nRgY SE  
Exports: Qh 3V[br  
QG|KZ8uO  
rd seg offset name 0v~Eu>Rg  
............ SkmLX@:(  
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data /SXms'C  
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data -<R"  
............ L\:f#b~W  
`]+-z +  
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。 H1FD|Q3  
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。 r35'U#VMk?  
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: ~miRnW*x  
6 type offset target x/7d!>#;  
Q%seV<!/  
.......... IT.'`!T  
K2W$I H:.  
PTR 0442 imp GDI.351 =:|fN3nJ2  
eH*u,/  
.......... d%"?^e  
D<.zdTo  
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。 ! uC`7a  
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。 }G:5P3f  
+cDz`)N,,  
三、动态汉化Windows原理 [i8,rOa7  
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。 FUq>+U!Qu  
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? uV\ _j3,2  
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。 d1MVhE  
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。 *jBn ^  
R^fk :3  
四、"陷阱"技术 AADvk_R  
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。 [lSQ?  
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: Uf:G,%OYi  
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; V4('}Q!  
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。 5M.KF;P  
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: 97$1na3gq  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); #WOb&h  
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 !'-|]xx(  
Windows中函数地址是32位,高字节是其模块的内存句柄,低字节是函数在模块内的偏移。将得到的可写数据段别名句柄锁定,再将函数偏移处的5个字节保留下来,然后将其改为转向替代函数(用 EA Jmp): !k=>Wb8n2  
*(lpStr+wOffset) =0xEA; ~7N>tjB  
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 Ik92='Z  
//源程序 relocate.c dIOj]5H3F  
>=|;2*9v  
#include <WINDOWS.H> ?z:Xdx\l  
#include <dos.h> ,| \62B`  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); -nC 5  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); OT & mNE4  
typedef struct tagFUNC X(b"b:j'  
{ [n53 eC  
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 tRqg')y  
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 2n9E:tc  
BYTE   bOld;     //保存原函数第一字节 <lx~/3<m  
LONG   lOld;     //保存原函数接后的四字节长值 \Ty%E<  
}FUNC; bt$+l[U^J  
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; \X'{ ee  
//Windows主函数 a"!D @a  
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) ]Z@+ |&@L  
{ 7R$]BY=  
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 O_PKS$sz{  
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 l )hg!(  
WORD   wOffset;   //函数偏移 dM A"% R  
LPSTR lpStr; ~}SOd<n)|  
LPLONG lpLong; UUxDW3K  
char   lpNotice[96]; $ }u,uI  
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); /r4QDwu  
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); nFVQOr;  
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); iNTw;ov  
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); %-Z0OzWe  
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 4_`ss+gk  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); IZ2c<B5&  
lpStr=GlobalLock(hMemData); R+c  {Pl  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 6j]pJ]F6  
//保存原函数要替换的头几个字节 WSdTP$?  
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); AT#&`Ew  
Func.lOld=*lpLong;  c`'2  
*(lpStr+wOffset)=0xEA; Z/z(P8#U\  
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; D@Zb|EI%<  
GlobalUnlock(hMemData); I|6wPV?  
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); N6GvzmG#g  
//将保留的内容改回来 `_IgH  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); "}"Bvp^  
lpStr=GlobalLock(hMemData); 29 +p|n  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); (_}w4N#  
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; UuV<#N)  
*lpLong=Func.lOld; hM!D6: t  
GlobalUnlock(hMemData); :Fm{U0;"  
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); u&iMY3=  
return 1; # j_<iy  
} 0G(T'Z1  
);LkEXC_'  
//自己的替代函数 {9 >jWNx  
|eEcEu?/b  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* d83K;Ryd  
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) ^9})@,(D  
{ xh7#\m_U8  
BYTE NameDot[96]= [!@&t:A  
{ XO)|l8t#$=  
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, p^G:h6|+|  
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, ^&o38=70*  
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, *wml 4lh  
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, =[O;/~J%:  
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, FFTh}>>  
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, !aSu;Ln  
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, ub |tX 'o  
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, t83n`LC  
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, uvo2W!  
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 C|kZT<,]  
}; wvAXt*R  
>Q0HqOq  
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; '_z#}P<  
HDC   hMemDC; ~-+lZ4}  
BYTE far *lpDot; >?b9Xh  
int   i; kfF.Ctr1a  
for ( i=0;i<3;i++ ) t^h {D   
{ )V!dmVQq{g  
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; +LwE=unS  
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); qg;[~JZYKi  
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); */B-%*#I.  
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); 8ODrW!o  
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); mWUo:(U  
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); Nz+Jf57t  
DeleteDC(hMemDC); EUv xil  
DeleteObject(hBitmap); VP4W~;UV|\  
} hWGCYkuW  
return TRUE; &n% 3rC5{  
} tHhA _  
q%u;+/|l  
//模块定义文件 relocate.def |w(@a:2 kw  
su~_l[6  
NAME     RELOCATE 8oI)q4V  
EXETYPE   WINDOWS ~!c~jcq]lZ  
CODE     PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE N?d4Pu1m  
DATA     PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE s=lkK / [  
HEAPSIZE 1024 $ ]/a/!d  
EXPORTS Z3K~C_0Cnu  
. bh>_ W_h  
五、结束语 o=`FGowF  
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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