"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 M\be 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。 __,}/|K2
@m ?&7{y#?
一、发现了什么? O:te;lQK
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。 #Pq.^ ^
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): Z$ Mc{
8J+:5b_?
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v -'::$
{
.................................. )Xd2qbi
F5/,H:K\
6 type offset target YBY!!qjPx
BASE 060a seg 2 offset 0000 .k:Uj-&
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS C-L[" O0[
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES M9dUo7
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) |%7OI#t^
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) gX*i"Y#
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) "%{J$o
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) #wZBWTj.
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) uHpSE?y/
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) Ke,$3Yx
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) ='GY:. N
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) isV9nWo$
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) 1M/_:UH`
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) /km'#f)/
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) $eUJd Aetk
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) )l*6zn`z
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) YNWAef4
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) EXTQ:HSES
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) 99..]
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) 'P<T,:z?
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) =;@?bTmqD
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) BX6]d:S
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) ,daZKxT
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) tz"zQC$
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE rD SUhO{V
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) PEHaH"|([=
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) 334tg'2]
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) 00(#_($
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) MbeO(Q
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) Xw[|$#QKM
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) ?*)wQZt;
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) 8gI~x.k`
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) :p,DAt}
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) Zp*0%x!e
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) F
B7.b
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) 7Yd]#K{$
{pW(@4U
35 relocations q<*UeyE
S
\hT=U*dMR
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) # ~T
KC|G
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 k->cqtG
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。 4mJ[Wr\y
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。 p(]o#$ 6[
aw8q}:
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 ia}V8i
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 |qTS{qQh{L
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。 8q#Be1u<s2
主要的三个模块,有如下的关系: - Ado-'aaS
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 8st~ O
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 u4p){|x7s
·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。 v22ZwP
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。 p[lciWEW
以GDI模块为例,运行结果如下: O*zF` 9
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe nI6[y)j
#'jd.'>
Exports: R-2V C
1P+Te,I
rd seg offset name i VIpe
............ b#[7A
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data IHlTp0?
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data q-)Ynp4'
............ c-{;P>L
N3}jLl/
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。 P_f^gB7
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。 | &]04
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: my^2}>wi
6 type offset target C0@[4a$8f
B&oP0 jS
.......... $5n6C7
G`"
9/FI7
PTR 0442 imp GDI.351 4S+sz?W2j
,>Lj>g{~
.......... jsrIZbN
:pZWFJ34{
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。 ;_vo2zl1
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。 7v^V]&&s
~)\E&c
三、动态汉化Windows原理 XY1eeB-
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。 nm597WeZp
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? ,:1_I`d>#X
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。 E)=X8y
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。 [nnX,;
j[Xci<m
四、"陷阱"技术 dW8M^A&
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。
3l8k O
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: :>'4@{'
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; n!K<g.tjW
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。 {v>orP?
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: D7"RZF\)
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); Htu}M8/4
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 oTqv$IzqP
Windows中函数地址是32位,高字节是其模块的内存句柄,低字节是函数在模块内的偏移。将得到的可写数据段别名句柄锁定,再将函数偏移处的5个字节保留下来,然后将其改为转向替代函数(用 EA Jmp): ADQ#qA,/
*(lpStr+wOffset) =0xEA; Q7-d]xJ^
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 O~WT$
//源程序 relocate.c ;=[~2*8
c/q -WEKL
#include <WINDOWS.H> m|5yET
#include <dos.h> w0FkKJV
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); $J]b+Bp
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); }JKK"d}U
typedef struct tagFUNC BCK0fk~
{ 4pfv?!Oj
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 5@xl/
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 [Q=NGHB1/
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 K !MIA
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 MSw:Ay[9
}FUNC; i$ :\,
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; X( H-U
q*(
//Windows主函数
g^dPAjPQ
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) z sZP\
{ $stBB
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 u(!@6%?-
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 J^R#
WORD wOffset; //函数偏移 (IY=x{b
LPSTR lpStr; gADEjr*H
LPLONG lpLong; 5|E_ ,d!v
char lpNotice[96]; e+t2F
|xDh
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); gVs8W3GW
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); g}\Yl.
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); ,?Bo
x
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); ~A5MzrvIO2
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 )j[rm
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); *mgK^9<
lpStr=GlobalLock(hMemData); |rDv!m
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 0Q1sJDa.
//保存原函数要替换的头几个字节 rz@;Zn
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); LK'|sO>|
Func.lOld=*lpLong; pg.z `k
*(lpStr+wOffset)=0xEA; %j3*j
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; 8=%%C:
GlobalUnlock(hMemData); @+3@Z?!SZ
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); BrQXSN$i
//将保留的内容改回来 6H\apgHm
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ?u`TX_OsB
lpStr=GlobalLock(hMemData); I C6}s
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); +4,v.B@
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld;
b :,S
*lpLong=Func.lOld; >lRa},5(
GlobalUnlock(hMemData); _k,/t10
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); Z,~EH
return 1; RU1+-
} !\0UEC
HktvUJ(Ii
//自己的替代函数 -|l^- Qf!
Q[+o\{ O
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* x-:a5Kz!
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) `zjEs8`'
{ ,c%>M^d
BYTE NameDot[96]= 7n1@m_7O
{ =psX2?%L
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, HW)4#nLhh
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, )4hb% U
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, kAEm#oz=g
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, =3Y:DPMB
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, 4EO,9#0
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, U2DE"
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, YmS}*>oz
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, f,?P1D\
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, ]&')#YO
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 c:/H}2/C
}; bk**% ]
=c-,uW11[
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; 1?6;Oc^
HDC hMemDC; <3wfY
#;><
BYTE far *lpDot; i U^tv_1
int i; <4gT8kQ$x
for ( i=0;i<3;i++ ) [ET03 nZ
{ ;BsPms@U
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; RN0@Q~oTI
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); w+P?JR!)+
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); u'o."J^&'
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); Wb_'X |"u
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); Wgt[ACioN
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); 36<PI'l#~
DeleteDC(hMemDC); C>d_a;pX
DeleteObject(hBitmap); z8SrZ#mg
} +w
;2k w
return TRUE; A{5^A)$
} *20$u% z2
]vJ]
i<|b
//模块定义文件 relocate.def >Jl(9)e
Ix;9D'^}
NAME RELOCATE Q1fJ`A=
EXETYPE WINDOWS q
F\a]e
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE 7j&iHL
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE ?I6us X9$
HEAPSIZE 1024 nV|H5i;N7
EXPORTS e B`7C"Z
NArql
五、结束语 %"2;i@
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。