"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 _ti^i\8~
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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。 OMjPC_
8b7I\J`
一、发现了什么? {_\dwe9
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。 4NaT@68p
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): N6_1iIM
}I}GA:~$%
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v b g0ix"
.................................. *<
fJgc"3
CHqi5Z/+
6 type offset target hUvA;E(qD
BASE 060a seg 2 offset 0000 FYC]^D
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS gk8v{'0Er
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES n?OMfx
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) #Cs/.(<
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) IpzU=+h
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) |p*cI @
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) A9ld9R
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) GK11fZpO:i
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) @zw&-b:qI
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) ,s}&|+
'"
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) mhU=^/X
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) #H~$^L
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) 0lq?l:/
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) q%A>q;l:
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) wS7Vo{#@\
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) PW"?*~&
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) ^o q|^O
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) `]19}GK~xo
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) G^L9[c= ,
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) #]Do_Z
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) c@]G;> o
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) 9w&CHg7D
i
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) {uZ|Oog(p
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE Jz&dC
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) dn42'(p@G
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) t^6ams$
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) Eoo[H2=^H
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) X>yE<ni
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) =:R${F
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) K!>3`[:I"
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) U/v)6:j)4R
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) l_2l/ff9
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) =/ !A
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) /K+;HAUTn
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) }p)a7xn}
e+2lus,u6t
35 relocations %%wngiz\
I(j{D>v
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) \b)P4aL
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 X^m@*,[s
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 8)`
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 BTA2['
JiA1yt
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 3XbFg%8YG
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 DEfhR?v
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 RdpOj >fT
主要的三个模块,有如下的关系: QqeF
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 `C6,**`R$k
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 9]{Ss$W3x
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 3],(oQq^
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 0q1+5
以GDI模块为例,运行结果如下: <P Vmr2Jp"
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe geqx":gpx9
wmP[\^c%$j
Exports: pFo,@M
LzB*d
rd seg offset name zFwO(
............ k5)IBO
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data ')fIa2dO/
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data d;r,?/C
............ O=1#KNS
) I.uqG
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。 9*?YES'6
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。 B,4GxoX`
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: qNkX:|j
6 type offset target W;,RU8\f
D@iS#+22
.......... =G rg
Zl2doXC
PTR 0442 imp GDI.351 !6s]p%{V
]RW*3X
.......... \5)
ZI'q
-]Oi/i, {
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。
ck`$ `
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。 lWU? R
@y# u!}
三、动态汉化Windows原理 3\P/4GK)
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。 gLg\W3TOi
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? vmtmiN8;d
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。 Bq85g5Dc
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。 M""X_~&I"
w6k^|."
四、"陷阱"技术 jATN):8W
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。 ?vP}#N!=d
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: <UJ5n) }"\
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; @,q<][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。 {E>(%vD
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: SjU0Xb)[
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); RYX=;n
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 E`3[62C
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): HG})VPBa
*(lpStr+wOffset) =0xEA; _5768G`P
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。 I [v~nY~l`
//源程序 relocate.c ZCkwK
Pexg"328
#include <WINDOWS.H> .n|
M5X
#include <dos.h> WAh{*$Rpl
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); 2ISnWzq;
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); pS)/yMlVj
typedef struct tagFUNC qznd'^[
{ +t;j5\HS
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 <UO'&?G
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 >c8EgSZJ
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 J$i5A9IUr
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 ais"xm<V
}FUNC; r}])V[V
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; A!!W\Jt
//Windows主函数 5ayH5=(t
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) 5?4jD]Z
{ Gcu?xG{
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 i!EN/Bd
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 ?e!mv}B_
WORD wOffset; //函数偏移 \*$''`b)j
LPSTR lpStr; q:ZF6o`Z83
LPLONG lpLong; 5J8U] :Y)
char lpNotice[96]; !BW6l)=L
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); veh?oJi@
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 2q.J1:lW
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); 8;]U:tv
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); E
h>qUa
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 =;^#5dpt$
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); 'uw=)8t7
lpStr=GlobalLock(hMemData); }
^67HtNQ
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); hbv>Jjd
//保存原函数要替换的头几个字节 rXlJW]i
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); 7nAB^~)6l
Func.lOld=*lpLong; 7ClN-/4
*(lpStr+wOffset)=0xEA; %$L!N-U6
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; ^X/[x]UOT@
GlobalUnlock(hMemData); h*9s^`9)
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); *XZlnO
//将保留的内容改回来 >|22%YVX
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); yb:Xjg7
lpStr=GlobalLock(hMemData); D|p`~(
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); PYp<eo\
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; K7H`Yt
*lpLong=Func.lOld; o3~ecJ?k
GlobalUnlock(hMemData); .A`Q!
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); 4 u!)QG
return 1; yQxzFy
} WM_wkvYl
*u4h+P
//自己的替代函数 %4~2
n2$(MDdL`
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* 3;6Criq}
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) & A%*sD6
{ 9$pQ|e0tJ
BYTE NameDot[96]= 2.zx
{ prx)Cfv
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, J`*!U4
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, E6
2{sA^
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, 7]w]i5
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, I8C(z1(N
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, ;LM,<QJ
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, R7)2@;i
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, h`0'27\C
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, CE19V:zp
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, `is."]%f
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 z+>FKAF
}; +p:#$R)MW
Qb}1tn)
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; B=mk@gX,G
HDC hMemDC; %4/>7 aB]Y
BYTE far *lpDot; D)ZGTq`(
int i; ]D@_cxud3
for ( i=0;i<3;i++ ) jW^@lH
EU
{ $y\\?
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; tp-PE?
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); Z9MT,
"
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); #@QZ
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); 2cy: l03
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); .]_
(>^6
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); Hp2ysU
DeleteDC(hMemDC); SL9]$M mJn
DeleteObject(hBitmap); G(2(-x"+
} 9U[
A
return TRUE; Z Sj[GI
} |2#)lGA
8cV3VapF
//模块定义文件 relocate.def aXAV`%b
%jgB;Y
NAME RELOCATE 0=3Av8
EXETYPE WINDOWS umt*;U=
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE .Du-~N4\
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE r~&[Gaw
HEAPSIZE 1024 ^XsIQz[q
EXPORTS _sEkKh8x
x]~{#pH@<
五、结束语 v##k,R.d
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。