"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 ZA9sTc[
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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。 sf| ke9-3
ZP$-uaa-
一、发现了什么? #gaQaUjR
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。 zBp{K@U[|M
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): {}m PEd b
U{$1[,f
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v EVUq--)~
.................................. 3ZZV<SS
i Q6epg1wB
6 type offset target 6XJ[h
BASE 060a seg 2 offset 0000 }^*F59>H
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS aJe^Tp(
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES ^eGNgE
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) CWG6;NT6m
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) NU\
5{N<
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) #9fWAF
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI )
|R@~-Ht
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) _#s=h_
FD
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP )
uV hCxUMQ
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) ZBG}3Z
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) }Jh: 8BNuP
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) Xy5s^82?
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) x]{E)d"!
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) j0GMTri3
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) ?$Wn!"EC8
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) CGP3qHrXt
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) Bo+DJizu
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) _l],
"[d
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) Ty@=yA17
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) ,j ',x\
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) ).HDru-2
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) \[>9UC%
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) %|l8f>3[
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE ow;R$5G
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) LrV{j?2@
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) @[?!s%*2
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) d~_`M0+
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) u@P[Vb
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) >Aq870n
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) EIbXmkHl<
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) yag}fQ(XH
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) GOB(#vu
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) 4Kv[e]10(
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) F;!2(sPS
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) Q U
F$@)A
W*:,m8wk
35 relocations LFp]7Dq
desThnTw
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) ,kp\(X[J
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 4^'3&vu
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。 @l(vYJ:f
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。 T\# *S0^
G>Em!4h
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 Q_"\Q/=?Do
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 nCvPB/-
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。 o:dR5v
主要的三个模块,有如下的关系: W~B5>;y
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 Lj%{y.Rj
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 q 'a
·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。 "?GebA
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。 ZDYJhJ.
以GDI模块为例,运行结果如下: Zz |MIGHm
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe 0ZPV'`KGp
9kY[j2,+
Exports: 8g7,2f/ }
kK~IwA
rd seg offset name rt +..t\
............ do>"[RO
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data ?68uS;
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data :Ze+%d=
............ <;t)6:N\
I#FF*@oeM
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。 td -3h,\\
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。 -,":5V26
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: i"^<CR@e
6 type offset target baoD(0d
]`w}+B'/
.......... \Z-2leL)j
2#/p|$;Ec'
PTR 0442 imp GDI.351 2$zU&p7sV
Q\J,}1<`6
.......... }yEoEI`
9<]a!:!^
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。 <3O T>E[
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。 =j
/hl
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三、动态汉化Windows原理 &,-p',\-
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。 #G,XDW2"w
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? EZ(^~k=I
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。 }Ewo_P&`
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。 re,.@${H
)3z]f2
四、"陷阱"技术 dyFKxn`,
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。 qG>DTKIU
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: I8op>^N"
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; jlKGXD)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。 U06o;s(
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: EH+~].PJd
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); .1*DR]^`
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 L]2<&%N2
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): R+$8w2#
*(lpStr+wOffset) =0xEA; GG'Sp53GE
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。 7-9;PkGG.A
//源程序 relocate.c N^elVu4 K
H^CilwD158
#include <WINDOWS.H> bv\ A,+
#include <dos.h> Zy wK/D
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); ?SUQk55w
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); T2Z[AvNXFk
typedef struct tagFUNC <e6=% 9
{ {=At#*=A
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 G79C {|c\
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 liNON
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 Q.(51]'
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 u5gZxO1J5
}FUNC; 2A$0CUMb
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; ~2N-k1'-'
//Windows主函数 2%]hYr;
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) coB 6 rW
{ x|apQ6
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 %9c|%#3
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 }?O[N}>,m
WORD wOffset; //函数偏移 Yn[x #DS
LPSTR lpStr; Jc~E"x
LPLONG lpLong; J7a-CI_Tf
char lpNotice[96]; y-`I) w%
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); .wFU:y4r
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); z(d4)z 8'6
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); .g-3e"@
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); ~{
.,8jE
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 -"Gl
4)
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); L/k40cEI^z
lpStr=GlobalLock(hMemData); tm xP Oe
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); BpXEK.Xw
//保存原函数要替换的头几个字节 HRRngk#lV
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); S.fXHtSx
Func.lOld=*lpLong; ti;%BS
*(lpStr+wOffset)=0xEA; iE{Oit^aG
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; `03<0L
GlobalUnlock(hMemData); +IsWI;lp
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); >1XL;)IL>
//将保留的内容改回来 CSL4P)
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); *!u?
lpStr=GlobalLock(hMemData); Rc7.M"wzjX
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); gLCz]D.'
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; $T)d!$
*lpLong=Func.lOld; A[Cg/
+Z
GlobalUnlock(hMemData); A1!:BC
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); #6FaIq92V
return 1; EC dfLn *c
} $PfV<Yj'B
>DmRP7v
//自己的替代函数 7jZrU|:yu(
)%|r>{
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* &kq7gCd
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) bf^ly6ml
{ uf0^E3H
BYTE NameDot[96]= V9$-twhu
{ .5k^f5a
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, M7H~;S\3IM
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, xucIjPi]
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, 7+]F^
6
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, B=x~L
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, T.euoFU{Z
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, uk{J@&F
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, G+Ei#:W,
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, rH^/8|}&s
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, 9l=Fv6
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 &1$8q0
}; }-@I#9
^k9rDn/AW
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; K-Y*T}?
HDC hMemDC; $UmE
BYTE far *lpDot; h=wf>^l
int i; 1'OD3~[R
for ( i=0;i<3;i++ ) 7#/|VQX<A
{ Oylp:_<aT
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; R^?PAHE7
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); r?XDvU
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); C_89YFn+
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); a j_:|]j
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); z5I^0'
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); Lj-{t% }
DeleteDC(hMemDC); $ACe\R/%
DeleteObject(hBitmap); >|S>J+(
} V?WMj
$l<
return TRUE; 6 cr^<]v !
} Uc>LFX&
-B
o[H\{a>
//模块定义文件 relocate.def |<2JQ[]
QZ9M{Y/
NAME RELOCATE vD"_X"v
EXETYPE WINDOWS nvwDx*[qN
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE 8ST~$!z$
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE |7Yvq%E
HEAPSIZE 1024 {)jk_&c7
EXPORTS \6jF{
t-a`.y
五、结束语 (T`q++
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。