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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 :"%/u9<A  
#{cy(&cz  
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 psa  
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$ns  
Zy}tZRG  
6 type   offset target Un6R)MVT  
BASE   060a seg   2 offset 0000 2JfSi2T  
PTR   047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS M>AxVL  
PTR   059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES 7L!JP:v   
PTR   0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) 9d5$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 ) gaF6 j!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  
].d2CJ'  
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$9  
主要的三个模块,有如下的关系: Z\!,f.>g  
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 iN;Pg _Kq  
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 xGd60"w2  
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 RT[p!xL  
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 59E9K)c3  
以GDI模块为例,运行结果如下: I7ao2aS  
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe 1Bytu >2  
A  6(`  
Exports: x YS81  
~A0]vcP  
rd seg offset name {[y6qQm  
............ 5!c/J:z  
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data v">?`8V  
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data xR+vu>f  
............ N`8K1{>BH  
]2AOW}=  
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 @Z5q2Q  
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 &^=Lr:I  
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: s QDgNJbU  
6 type offset target 'HA{6v,y  
I68u%fCv  
.......... c{q+h V=  
}Fe~XO`  
PTR 0442 imp GDI.351 ;n&95t1$  
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%1 82  
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  
{ /@Lk H$  
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^rAm  
//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 $jNuV  
{ fU6YJs.H^8  
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, q9 Df`6+  
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, p?gm=b#  
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, #A)V  
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, w:\} B'u  
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, !5,C"r  
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, ~RR!~q  
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, (T1< (YZ  
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, &2ED<%hH`  
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, J v}  
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 {!Qu(%  
}; ItVN,sVJb  
mSYjc)z  
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; VMah3T!  
HDC   hMemDC; %lCZ7z2o  
BYTE far *lpDot; /pMOinuO  
int   i; 66val"^W  
for ( i=0;i<3;i++ ) [Uup5+MCv  
{ )+ <w>pc  
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; H(y`[B,}*  
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); \%7*@&  
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); J[ }H^FR  
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); '!m6^*m|c  
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); xpdpD  
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); ysnW3q!@  
DeleteDC(hMemDC); 5>}$]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。
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