"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 vDyGxU!#\
_zkTx7H
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。 %'/^[j#
\hdil`{>
一、发现了什么? ;(rK^*`fO
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。 r::0\{{r"p
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): [OS&eK 8
T%A"E,#
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v eH~T PH
.................................. rP#&WSLVj
hcz!f
6 type offset target 8Y_lQfJa
BASE 060a seg 2 offset 0000 ts;^,|h
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS B%5"B} nG
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES /4}y2JVv)
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) cUO$IR)yL
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) \}AJ)v*<
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) EHfB9%O7y
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) R5\|pC
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) FD5OO;$
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) eh8lPTKil
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) Lj/
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) sq@c?!'
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) (w vU;u
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) Z*IW*f&0>1
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) C=bQ2t=Z
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) U;M! jj
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) lYey7tl{
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) 6n;? :./
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) 4 %4Yqx )
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) nW`] =
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) ^V7)V)Z;0
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) f ~bgZ
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) P0RtS1A
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) -C8LM ls
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE ]]y4$[|L
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) t#%J=zF{
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) `~\8fN
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) ZG?e%
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) !3{.
V\P)
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) d$8K,-M
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) 79I"F'
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) NErvX/qK
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) 7`e<H 8g
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) {R/e1-;
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) ~S$ex,~
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) ,!X:wY}dW
["e;8H[K)%
35 relocations +11 oVW
KUC%Da3
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) ..w$p-1
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 "
t?44[
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 {1+meE
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 ":qS9vW
MHGaf`7ro
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 m-#]v}0A
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 5bd4]1gj
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 VV sE]7P ]
主要的三个模块,有如下的关系: %cJdVDW`L
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 q29d=
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 1^ iLs
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 (j(9'DjP
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 1~j,A[&|<
以GDI模块为例,运行结果如下: U ,!S1EiBs
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe DiZ;FHnaG?
@!|h!p;
Exports: J%
ZM
V
FC
rd seg offset name L0w2qF
............ 4G hg~0
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data er2;1TW3E
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data =h|7bYLy
............ t3C#$>
q^7=/d8
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$}>O]
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。 y<#Hq1
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: ;F"Tu
6 type offset target GaV OMT
~}SQLYy7Z
.......... 2/Y e<.#
T'9M
PTR 0442 imp GDI.351 !1@oZ(
r"p"UW9og
.......... o{ccO29H/
88 ca
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。 L(X}37
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。 lQ"t#b+
9;rZ )QD
三、动态汉化Windows原理 &vIj(e9Y
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。 }WF6w+
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? =vDpm,
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。 l{VJaZ $M
用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函数在GDI的第一代码段6139H偏移处(不同版本的Windows其所在代码段和偏移可能不一样)。然后,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +开发工具中的一个)检查GDI的Code1段,6139H处前5个字节是 B8 FF 05 45 55,经过运行Ri chWin 4.3 for Internet后,再查看同样的地方,已改为 EA 08 08 8F 3D。其实反汇编就知道,这5个字节就是 Jmp 3D8F:0808,而句柄为0x3D8F的模块,用HelpWalk能观察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一代码段( 模块名为TEXTMAN)。而偏移0808H处 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一个函数起始的地方,这实际上就是RichWin所重改写的ExtTextOut函数。退出Ri chWin后,再用HelpWalk观察GDI的Code1代码段,一切又恢复正常!这与前面的分析结论完全吻合!那么,下一个关键点就是如何动态修改Windows的函数代码,也就是汉化Windows的核心——"陷阱"技术。 07:h4beT
B B^81{A
四、"陷阱"技术 SRU#Y8Xv|
讨论"陷阱"技术,还要回到前面的两个发现。发现之二,已能解释为修改的Windows函数,而发现之一却仍是一个迷。 1v<uA9A%[
数据段存放的是变量及常量等内容,如果这里面包含有重定位信息,那么,必定要在变量说明中将函数指针赋给一个FARPROC类型的变量,于是,在变量说明中写下: A0Q1"b=
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; J7~Kjl
果然,在自己程序的数据段中也有了重定位信息。这样,当程序调入内存时,变量FarPro cFunc已是函数ExtTextOut的地址了。 )}vUYTU1
要直接修改代码段的内容,还遇到一个难题,就是代码段是不可改写的。这时,需要用到一个未公开的Windows函数AllocCStoDSAlias,取得与代码段有相同基址的可写数据段别名, 其函数声明为: tf1Y5P$
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); Mko,((>I1
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 |uX&T`7?-
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): }.=@^-JBA5
*(lpStr+wOffset) =0xEA; AJ6O>Euq
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。 }:1qK67S
//源程序 relocate.c I*mBU^<9V
=/4}!B/
#include <WINDOWS.H> 84s:cO
#include <dos.h> 2P{! n#"
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); PWfd<Yf!
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); BZjL\{IW
typedef struct tagFUNC q!q=axfMD
{ w( ic$
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 ?+$EPaC2
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 Fl"LK:)
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 n@S|^cH
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 ^,[gO#hgz
}FUNC; %WYveY
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; A-eCc#I
//Windows主函数 |>-0q~
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) B74]hgK
{ Hl8\*#;C&>
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 Rn{X+b.
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 3ZvQUH/{W
WORD wOffset; //函数偏移 v{8r46Y~Z)
LPSTR lpStr; /)rv Ndn
LPLONG lpLong; 9Z3Vf[n5\
char lpNotice[96]; eO{2rV45O
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); WckWX]};S
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 5 L-6@@/
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); zCu+Oi6
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); L_!}R
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 6U]r 3
Rr
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); w2K>k/v{-
lpStr=GlobalLock(hMemData); ytV4qU82G
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); Ev48|X6
//保存原函数要替换的头几个字节 ~$7YEs)
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); 0f;|0siTAm
Func.lOld=*lpLong; HLh]*tQG
*(lpStr+wOffset)=0xEA; lvUWs
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; 4hn'b[
GlobalUnlock(hMemData); RVpo,;:
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); v,US4C|^3i
//将保留的内容改回来 g=Nde2d?
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ;3Q3!+%j
lpStr=GlobalLock(hMemData); P+ 0-h
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); cQ0+kX<
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; Tcq@Q$H
*lpLong=Func.lOld; PW9tZx#
GlobalUnlock(hMemData); lW]&a"1$
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); ZZ>(o
d!B
return 1; <S0gIg`)
} NF7+Gp6?q
|;YDRI
//自己的替代函数 +V#dJ[,8;.
/ 6DW+!
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* %y)LBSxf
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) ,LL=b-Es
{ f6#1sO4"
BYTE NameDot[96]= YH-W{].
{ @rr\Jf""z
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, hr
g'Z5n
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, BqOMg$<\[
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, al4X}
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, kB-<17
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, m\K1Ex
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, dAjm4F-
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, Q*/jQC
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, rP}0B/
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, `QT9W-0e^
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 Q?dzro4C
}; "}<baz
3[%n@i4H|
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; .?r}3Ch
HDC hMemDC; tCu9
D
BYTE far *lpDot; D]K?ntS[*
int i; vGp`P
for ( i=0;i<3;i++ ) PxJvE*6^H
{ 1c$ce+n~
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; AHLXmQl
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); Kq:vTz&<
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); '8|joj>G=
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); PB@jh}
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); M+L0 X$}NZ
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); ,){WK|_
DeleteDC(hMemDC); &GI'-i
DeleteObject(hBitmap); -nB.
.q
} gq+#=!(2
return TRUE; <{.pYrn
} H`T}k+e2-N
wgZ6|)!0
//模块定义文件 relocate.def /tq e:*
kyUG+M
NAME RELOCATE 7nbaR~ZV
EXETYPE WINDOWS 4TaHS!9
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE szy2"~hm
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE Kp/l2?J"
HEAPSIZE 1024 'Y>@t6E4
EXPORTS ,^qHl+'
w#;y
五、结束语 SdJkno
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。