"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 ,<Zu4bww
T5H[~b|9-
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。 &\),V 1"
}-4@EC>
一、发现了什么? zW.I7Z0^
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。 N1/)Fk-z
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): ldk (zAB.
<cS"oBh&u0
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v cetHpU,
.................................. E}6q;"[
v8
rK\
6 type offset target 14>WpNN
BASE 060a seg 2 offset 0000 J< Ljg<t+
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS *9Ta0e*
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES w{TZN{Y
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) {x_SnZz &
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) $1lI6 =
,
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) mWEaUi)Zz
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) a4{~.Mp
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) sT8(f=^)8F
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) J,q6
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) Uao8#<CkvJ
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) 0i/!by{@
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) jEU`ko_
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) 8G3CQ]G
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) W;L<zFFbU)
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) d?[gd(O
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) 0#Ivo<V
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) ^EtBo7^t
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) v<0\+}T1R
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) 5>CmWMQ
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) (B+CI%=
D
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) 4gD;X NrV
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) :DWvH,{+&
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) |z.x M>
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE E3hql3=
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) p}}pq~EH/
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) x;N@_FZ7KY
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) Bk)E]Fk|
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) _EHz>DJ9
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) lQ&"p+n
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) G42J
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) B|I9Ex~L
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT )
Z2P DT
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) ;@ <E
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) ??5y0I6+
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) Df hu
I'h|7y\
35 relocations Sjb[v
3 bK.8
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) |NMf'$
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 3g79pw2w=
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。 b6(LoN.
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。 h95a61a,Vy
W0-KFo.'
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 {4]sJT
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 v[l={am{/
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。 meF.`fh
主要的三个模块,有如下的关系: YzA6*2
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 yV.E+~y
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 Th.Mn}1%L
·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。 RKi11z
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。 DjLSl,Z
以GDI模块为例,运行结果如下: sOVbz2\yb
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe ;15j\{r
]#NJ[IZb
Exports: %>io$ o
npCiqO
rd seg offset name ,vcg%~-
............ Q$bi:EyJXc
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data =# /BCL7
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data tRZA`&
............ r'F)8%
/`kM0=MMa
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。 <Jc
:a?ICe
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。 rbt/b0ET
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: DYf3>xh>xb
6 type offset target (J6>]MZ#)
/}\Uw
.......... y1qJ
ztEM>xsk
PTR 0442 imp GDI.351 _8 C:Md`
{,X}Btnwp
.......... F[@M?
)lhPl
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。 #@UzOQ>
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。 aam6R/4
S"<"e\\}"_
三、动态汉化Windows原理 ?9Hs,J
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。 1 !8
b9
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? X~2L
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。 hU|TP3*
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。 bC h
']&rPvkL
四、"陷阱"技术 zz m[sX}
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。 dbsD\\,2%N
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: <|=^[' vi
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; w7E7r?)Wl|
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。 +tCNJ<S@l$
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: OD8{
/7
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); 1@Gmzh
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 o"gtWAGH
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): Dg=!d)\
*(lpStr+wOffset) =0xEA; u*6Y>_iA
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。 b#[EkI 0@
//源程序 relocate.c SJ8CBxA
HU1ZQkf
#include <WINDOWS.H> bu:%"l
#include <dos.h> `JAM]qB"
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); X/qLg+X
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); TgjM@ir
typedef struct tagFUNC y#iQ
{ uGz>AW8a3
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 vuoD~ =z
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 .|g|X8X
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 s&)>gE\
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 i_{b*o_an
}FUNC; j3 Ps<<eA
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; E[a|.lnV
//Windows主函数 igO,Ge8}
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) Qq{>]5<
{ %] #XI r
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 SL$ bV2T
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 H"vkp~u]I
WORD wOffset; //函数偏移 :vXlni7N[M
LPSTR lpStr; cCBYM
LPLONG lpLong; G$oi>zt3
char lpNotice[96]; ),rd7GB>
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 0[In5I I
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); vrX@T?>
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); b-OniMq~
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); = P@j*ix
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 *LOUf7`
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); 1+ib(MJ<:#
lpStr=GlobalLock(hMemData); Ftw;T|
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ,SG-{
//保存原函数要替换的头几个字节 \'hZm%S
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); vE{L `,\q
Func.lOld=*lpLong; PC)aVr?@@
*(lpStr+wOffset)=0xEA; c`O(||UZT
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; (T|q]29
GlobalUnlock(hMemData); COc
t d
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); d1BE;9*/7
//将保留的内容改回来 ^_ST#fFS
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); FNR<=M
lpStr=GlobalLock(hMemData); m&a 8/5
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); rWULv
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; U#6<80Ke
*lpLong=Func.lOld; [I6&|Lz>
GlobalUnlock(hMemData); nsN|[E8
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); &rfl(&\oUi
return 1; ;hb_jW-0W
} PHR:BiMZ
V.|#2gC]t
//自己的替代函数 _ K Ix7
T*{nf
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* ZwOX ,D
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) bnZ~jOHl
{ bmQ-5SE
BYTE NameDot[96]= ~-2Gx
HO`
{ 9$*O ^
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, bw8[L;~%_
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, 8;v/b3
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, Wy.^1M/n>~
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, @(W{_ mw
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, >e"vPW*[
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, g T{WH67u
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, W)jtTC7
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, <^da-b>C
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, Xj5oHHwn
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 %$[#/H7=W
}; .D{He9
<?FkwW\?
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; ^`?M~e2FZ8
HDC hMemDC; p;Nq(=]
\
BYTE far *lpDot; `e4gneQY
int i; sd&^lpH
for ( i=0;i<3;i++ )
$5\+QW
{ ac!!1lwA
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; 9Q>85IiT
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); F3e1&aK6{
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); @@V{W)rl
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); qO{Yr$V%
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); N4)ZPLV
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); *X l,w2@
DeleteDC(hMemDC); kp3%"i&hD
DeleteObject(hBitmap); 'h87A-\!F
} 'YvRkWf:KC
return TRUE; p(6KJK\
} D"M[}$P
ZxB7H{
//模块定义文件 relocate.def "'74GY8,
'!<gPAVTzV
NAME RELOCATE jSMxb a]
EXETYPE WINDOWS 8(>2+#exw
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE 2 9#jKh
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE N?2C*|%f
HEAPSIZE 1024 u';9zk/$
EXPORTS ./35_Vy/O
5tl($j
五、结束语 Q 6n!u;
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。