"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 :"%/u9<A
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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。 6mM9p)"$
* ,hhX
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一、发现了什么? NAR6q{c
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。 :viW
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): (> al-vZ6A
}%|ewy9|CW
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v J&xZN8jW
.................................. .GrOdDK$ns
Zy}tZ RG
6 type offset target Un6R)MVT
BASE 060a seg 2 offset 0000 2JfSi2T
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS M>AxVL
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES 7L!JP:v
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) 9d5$cV
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) I|@+O#
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) /DQYlNa
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) gEh/m.L7
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) H1bR+2s
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) I3t5S;_8
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) #D`@G8~(
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) +?_!8N8
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) >US*7m }
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) @62T:Vl
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) '}.Yf_
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) 5ya9VZ5#
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) fkV@3sj
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) gaF6j!p
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) \@<7Vo,
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) 4EB\R"rWXf
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) jI-a+LnEm
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) TKDG+`TyZ
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) 7N$2N!I(
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) 1QoW/X'>.
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE \[MAa:/
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) I
]m
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) S6~y!J6Ok4
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) nS+Rbhs
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) ;ArwEzo(
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) CFtQPTw
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) $RD~,<oEm
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) ?cV,lak
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) zm_8a!.
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) feej'l }F
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) QYH-"-)
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) \nl(tU#j
].d2C J'
35 relocations @^,q/%;
E>~R P^?Uz
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) z0 "DbZ;d
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 _7Y
h[I4
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。 kCBtK?g
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。 c./\sN@
VvhfD2*T
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 1Bh"'9-!JT
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 T ,lM(2S[
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。 }3Es&p$9
主要的三个模块,有如下的关系: Z\!,f.>g
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 iN;Pg_Kq
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 xGd60"w2
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 RT[p!xL
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 59E9K)c3
以GDI模块为例,运行结果如下: I7ao2aS
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe 1By tu >2
A
6(`
Exports: x YS81
~A0]vcP
rd seg offset name {[y6qQm
............ 5!c/J:z
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data v">?`8V
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data xR+vu>f
............ N`8K1{>BH
]2AOW}=
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 @Z5q2Q
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 &^=Lr:I
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: s QDgNJbU
6 type offset target 'HA{6v,y
I68u%fCv
.......... c{q+h V=
}Fe~XO`
PTR 0442 imp GDI.351 ;n&95t1$
8_Oeui(i
.......... !:(+#
%cF`x_h[j
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。 .D*Qu}
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。 P\U<,f
qt8Y3:=8l
三、动态汉化Windows原理 *!5CL'
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。 MAa9JA8kw)
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? (Y1*Bs[l
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。 <A3%182
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。 ni;_Un~
6N/(cUXJ
四、"陷阱"技术 ghQ B
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。 ?t/qaUXN
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: iOfm:DTPr
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; "K{_?M`;e
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'*3zI
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: 6)INr,d
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); AL]gK)R
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 .$U,bE
Windows中函数地址是32位,高字节是其模块的内存句柄,低字节是函数在模块内的偏移。将得到的可写数据段别名句柄锁定,再将函数偏移处的5个字节保留下来,然后将其改为转向替代函数(用 EA Jmp): f:;-ZkIU ?
*(lpStr+wOffset) =0xEA; *D]:{#C*
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 DV5hTw0
//源程序 relocate.c w2LnY1A
osp~)icun
#include <WINDOWS.H> oz!)x\m*H
#include <dos.h> 0=ws )@[I
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); o;8$#gyNY
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); =s\$i0A2
typedef struct tagFUNC
x ;DoQx
{ *>m[ZJd %=
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 ~Ztn(1N
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 +k`L8@a3&
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 [&TF]az
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 Qz(D1>5I?
}FUNC; )*KMU?
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; 8JLf @C:
//Windows主函数 J0sD?V|{1~
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) -P]O t>%S
{ /@LkH$
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 ing'' _
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 o "z()w~
WORD wOffset; //函数偏移 /|EdpHx0
LPSTR lpStr; 4D65VgVDM
LPLONG lpLong; 1*O|[W
char lpNotice[96]; Tm%5:/<8
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); -` ]9o3E7H
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); kowS| c#
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); a;o0#I#Si
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); E ,i^rA m
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 4$-R|@,|_
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); I;4quFBlMu
lpStr=GlobalLock(hMemData); gawY{Jr8I
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); !j!w$
//保存原函数要替换的头几个字节 P1F-Wy1
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); -}7$;QK&a
Func.lOld=*lpLong; dL42)HP5
*(lpStr+wOffset)=0xEA; @A[)\E1
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; %. 1/#{
GlobalUnlock(hMemData); v
:pT(0N
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); n_kwtWX(
//将保留的内容改回来 \8CCa(H
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); .@ H:P
lpStr=GlobalLock(hMemData); pGie!2T E
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); '54\!yQ<{
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; /-M:6
*lpLong=Func.lOld; @pH2"k|
@
GlobalUnlock(hMemData); #`Su3~T=S
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); eWH0zswG
return 1; ~WA@YjQ]
} 4Kj.o
c=sV"r?
//自己的替代函数 *Y> w0k
QK_5gD`$a,
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* jKUEs75]
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) =~:IiK/#
{ {B+}LL!
BYTE NameDot[96]= Y3 $jNuV
{ fU6YJs.H^8
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, q9
Df`6+
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, p?gm=b#
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, #A)V
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, w:\} B'u
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, !5,C"r
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, ~RR!~q
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, (T1< (YZ
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, &2ED<%hH`
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, Jv}
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 {!Qu(%
}; ItVN,sVJb
mSYjc)z
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; VMah3T!
HDC hMemDC; %lCZ7z2o
BYTE far *lpDot; /pMOinuO
int i; 66val"^W
for ( i=0;i<3;i++ ) [Uup5+MCv
{ )+
<w>pc
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; H(y`[B,}*
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); \%7*@&
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); J[}H^FR
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); '!m6^*m|c
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); xpdpD
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); ysnW3q!@
DeleteDC(hMemDC); 5>}$]d/o
DeleteObject(hBitmap); rbvk.:"^w
} ']k<'`b|
return TRUE; FJvY`zqB
} HXq']+iC
%+*=Vr
//模块定义文件 relocate.def VR(R.
|4\1V=(
NAME RELOCATE [t4v/vQT
EXETYPE WINDOWS ny-:%A
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE t:10
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE aUw-P{zp%
HEAPSIZE 1024 "L3mW=!*
EXPORTS LS~at.3zX
Ph3;;,v '
五、结束语 53t_#Yte
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。