"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 xgsD<3
$vlgiJ&f
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 D\N-ye1LE
+*!oZKm.
一、发现了什么? H&3VPag
笔者多年来一直从事Windows下的软件开发工作,经历了Windows 2.0 、 3.0 、3.1 ,直至Windows 95、NT的成长过程,也遍历了长青窗口、长城窗口、DBWin、CStar、RichWin等多个Windows汉化产品。从现在看来,影响最大也最为成功的,当推四通利方的RichWin;此外,中文之星CStar与RichWin师出一门,其核心技术自然也差不多。其对外宣传采用独特的"陷阱" 技术即动态修改Windows代码,一直是笔者感兴趣的地方。 _Vj O
[hx
EXEHDR是Microsoft Visual C++开发工具中很有用的一个程序,它可以检查NE(New-Exe cutable)格式文件,用它来分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就会发现与众不同的两点(以CStar 1.20为例): dSk\J[D
r"Pj,}$A
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v % 49@
.................................. _6^ vxlF
dUOjPq97
6 type offset target |3Oe2qb
BASE 060a seg 2 offset 0000 +7N6]pK|"
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS a%*W^R9Ls
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES 4#;rv$
{
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) @Eqc&v!O
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) n?!.r
c
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) ^X[Kr=:Jp
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) G/2@Mn-
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) REQ2pfk0
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) _
CXKJ]m4
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) A}OV>y M
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) 2"yzrwZ:
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) OtY.s\m y
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) :4]&R9J>o
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) E
Jq=MP
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) @bfaAh~
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) =qCVy:RL4
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) s3/->1#i
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) $C,f>^1
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) uC 5mxZ
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) *G'zES0x
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) k[A=:H1"
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) j05ahquI
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) [WY
NA-O
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE Rk2ZdNc\
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) XMa(XOnX
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) f*2V
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) qaG%PH}a
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) 7.8ukAud
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) j%]i#iqF
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) }I;=IYrN
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) >fdS$,`A
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) ,;GWn
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) $ hg
W>e
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) }1N)3~
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) Ds&)0Iwf
$T1
D
?X
35 relocations XH1so1h
W%Br%VQJ
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) ;G;vpl
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 qGl+KI
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 ~Jp\'P7*
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 [<`xAh_,
Ij@YOt
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 N%_-5Q)so
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 QIBv}hgcy
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 k{y@&QNj
主要的三个模块,有如下的关系: .IYOtS
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 XZZ Ml
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 lJ R",_
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 *2=:(OK
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 )-2OraUm<
以GDI模块为例,运行结果如下: xJ^Gtq Um
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe N''9Bt+:
-Ww'wH'2
Exports: 4q~+K'Z
j=
]WAjT
rd seg offset name #x':qBv#
............ W O|2x0K
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data @"'1"$
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data HWVWl~FA
............ [M
Z'i/
oxH S7b
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。 c5R58#XK=
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。 LPO3B W
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: ran
Q_\
6 type offset target ;w}ZI<ou
B~caHG1b
.......... xh_6@}D2J
]{.rx),
PTR 0442 imp GDI.351 o-GlBXI;
!yG{`#NZZ
.......... y5BNHweaRb
x)THeH@
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。 M=`F $
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。 FUvZMA$
z"=#<C
三、动态汉化Windows原理 ?`,Xb.NA$K
我们知道,传统的汉化Windows的方法,是要直接修改Windows的显示、输入、打印等模块代码,或用DDK直接开发"中文设备"驱动模块。这样不仅工作量大,而且,系统的完备性很难保证,性能上也有很多限制(早期的长青窗口就是如此),所以只有从内核上修改Windows核心代码才是最彻底的办法。 #N[nvIi}
从Windows的模块调用机制,我们可以看到,Windows实际上是由包括在KERNEL、GDI、US ER等几个模块中的众多函数支撑的。那么,修改其中涉及语言文字处理的函数,使之能适应中文需要,不就能达到汉化目的了吗? ZK{VQ~
因而,我们可以得出这样的结论:在自己的模块中重新编写涉及文字显示、输入的多个函数,然后,将Windows中对这些函数的引用,改向到自己的这些模块中来。修改哪些函数才能完成汉化,这需要深入分析Windows的内部结构,但CHINESE.DLL已明确无误地告诉了我们,在其数据段的重定位表中列出的引用函数,正是CStar修改了的Windows函数!为了验证这一思路, 我们利用RichWin作一核实。 Q$iv27
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。 najd~%?Rs
X<#Q~"
四、"陷阱"技术 z<sf}6q
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。 2Z\6xb|u
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: aOyAP-m,
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; 2\CFt;fk
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。 V78QV3
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: NVcL9"ht*@
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); %fJ*Ql4M
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 .Rd@,3
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): B9>3xxp(by
*(lpStr+wOffset) =0xEA; |Y0BnyGK
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。 kbM 4v G
//源程序 relocate.c {%N*AxkvId
|L%F`K>Z:
#include <WINDOWS.H> K e~a
#include <dos.h> Ip4CC'
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); hg]\~#&-
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); N&-d8[~
typedef struct tagFUNC >e>Q'g{
{ /V$[M
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 z,X
^;
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 ^ :6v-
Yx
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 Yvs9)g
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 hz>&E,<8q
}FUNC; _;G"{e.=
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; &
WYIfx{
//Windows主函数 }f; Zx)!
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) esLPJx
{ kzbgy)PK3
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 q/XZb@rt
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 Pi40w+/
WORD wOffset; //函数偏移 [JO'ta
LPSTR lpStr; _^0yE_ili
LPLONG lpLong; 5owUQg,W
char lpNotice[96]; Q/1
6D
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); M$FQoRwH
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); OzA"i y
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); U~s&}M\n
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); X%h1r`h&
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 L/"u,~[
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); #hH "g
lpStr=GlobalLock(hMemData); A@?2qX^4
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 1WfN_JKB5
//保存原函数要替换的头几个字节 Y6?d
y\
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); <fJoHS
Func.lOld=*lpLong; 6HCP1`gg
*(lpStr+wOffset)=0xEA; 7M<7^)9
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; di
"rvw;R
GlobalUnlock(hMemData); : N> 5{
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); V+nqQ~pJ&
//将保留的内容改回来 dScit!T"
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); Io|NL6[
lpStr=GlobalLock(hMemData); B=(m;A#G
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); lw\OsB$
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; ;E,%\<
*lpLong=Func.lOld; H/|Mq#K
GlobalUnlock(hMemData); ${8 1~
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); QDzFl1\P
return 1; $f7#p4;}(
} TlYeYN5V
Q6`oo/
//自己的替代函数 ^;Nu\c
QNLkj`PL/
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* vh"zYl`
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) >Yl?i&3n
{ '%. lY9D
BYTE NameDot[96]= !}9k
@=[
{ I%h9V([
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, HH&`f3
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, `jSxq66L p
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, `9(TqcE
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, )|x)KY
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, &y;('w
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, |>gya&
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, _SJ#k|vcq
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, u `1cXL['
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, y"<nx3
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 +#"CgZ]
}; 'ZgrN14
$A`D p{e"
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; :tu6'X\k
HDC hMemDC; 63#Sf$p{v
BYTE far *lpDot; &y[Od{=
int i; j="{^b
for ( i=0;i<3;i++ ) w`bojM@e1
{ +?),BRCce
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; s_N?Y)lS+(
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); y[UTuFv~Q
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); npkE[JE:
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); bJ*jJl x
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); puV(eG
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); ytf.$P
DeleteDC(hMemDC); uLD%M av
DeleteObject(hBitmap); U]riBlg>
} _8vq]|rC
return TRUE; Du k v[/60
} $z"3_4a
vrXUS9i.
//模块定义文件 relocate.def %G1kkcdH<
B<SuNbR
NAME RELOCATE )[|`-M~u
EXETYPE WINDOWS Smzy EMT
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE Vahfz8~w/
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE %a{$M{s
HEAPSIZE 1024 x6d+`4
EXPORTS {9q~bt
ykrb/j|rK
五、结束语 %>_ZUu3M
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。