"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 Il~01|3+m
^Ip3A
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。 3=4SGt5m
1|y$~R.H
一、发现了什么? Nofu7xiDw[
笔者多年来一直从事Windows下的软件开发工作,经历了Windows 2.0 、 3.0 、3.1 ,直至Windows 95、NT的成长过程,也遍历了长青窗口、长城窗口、DBWin、CStar、RichWin等多个Windows汉化产品。从现在看来,影响最大也最为成功的,当推四通利方的RichWin;此外,中文之星CStar与RichWin师出一门,其核心技术自然也差不多。其对外宣传采用独特的"陷阱" 技术即动态修改Windows代码,一直是笔者感兴趣的地方。 ?H;{~n?
EXEHDR是Microsoft Visual C++开发工具中很有用的一个程序,它可以检查NE(New-Exe cutable)格式文件,用它来分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就会发现与众不同的两点(以CStar 1.20为例): 8LM#WIm?
!)OB@F%U
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v =LH}YUmd
.................................. udqge?Tz
Aa(<L$e!`
6 type offset target @6xGJ,s
BASE 060a seg 2 offset 0000 89eq[ |G_
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS d;suACW
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES %|Hp Bs#'
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) ~\_T5/I%
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) jD<pIHau
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) H"YL
k
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) M[Y4_$k<-
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) x(r+P9f\<
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) cz.3|Lby
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) KjR4=9MD
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) Uxl(9 6
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) ,a(O`##Bn
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) Wpm9`K
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) b6W#SpCF
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) 4Z%Y"PL(K
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) {gkwOMW
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) 2)LX^?7R
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) z&'f/w8
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) f~gSJ<t4
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) ,Q2N[Jwd$
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) Sni=gZ K
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) #3.)H9
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) 71iRG*O
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE $AwZ2HY
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) ILG?r9x
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) C!UEXj`l9
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) _-a|VTM
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) QPg2Y<2
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) u(vw|nj`
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) C6k4g75U2
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) ?n*fy
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) &6"P7X
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) (:} <xxl
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) zHFTCL>"
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) 5RhF+p4
OlcP(
35 relocations ,t~sV@ap
V/H@vKN2
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) wc[c N+p
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 XJFnih
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。 1i,4".h?M
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。 wu^q`!ml
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XE~
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 {[3YJkrM
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 bXl8v
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。 lP0k:
主要的三个模块,有如下的关系: Ow3a0cF[9
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 [h", D5
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 v>I<|
·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。 {})y^L
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。 u9>6|w+
以GDI模块为例,运行结果如下: 6lU|mJ`M
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe @&:VKpu\
uX0
Bp8P
Exports: p":@>v?
(5(fd.m+_
rd seg offset name s`Vf+l0
............ x(6vh2#vD
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data #<}kISV0
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data Y(z}[`2
............ :0dfB&7
;Uk!jQh
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。 u%aFb*
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。 E4m:1=Nd~]
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: %MNk4UsV
6 type offset target ~^7
"`]'ZIx[R/
.......... I=b'j5c
syMm`/*/G-
PTR 0442 imp GDI.351 ?z"YC&Tp
_S<?t9mS
.......... Z!)f*
Qdm(q:w
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。 G1r V<,#m
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。 [D9 :A
=+(Q.LmhC
三、动态汉化Windows原理 l'2H4W_+
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。 X!7Xg
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? }z{wQ\
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。 nk>8SW^
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。 q(1r<2
$O]^Xm3{@
四、"陷阱"技术 g
2#F_
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。 $[w|oAwi
数据段存放的是变量及常量等内容,如果这里面包含有重定位信息,那么,必定要在变量说明中将函数指针赋给一个FARPROC类型的变量,于是,在变量说明中写下: K051usm
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; ]j1
vbk
果然,在自己程序的数据段中也有了重定位信息。这样,当程序调入内存时,变量FarPro cFunc已是函数ExtTextOut的地址了。 V
Qh/
要直接修改代码段的内容,还遇到一个难题,就是代码段是不可改写的。这时,需要用到一个未公开的Windows函数AllocCStoDSAlias,取得与代码段有相同基址的可写数据段别名, 其函数声明为: ,Z4^'1{D
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); .' IeHh
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 JP_kQ
Windows中函数地址是32位,高字节是其模块的内存句柄,低字节是函数在模块内的偏移。将得到的可写数据段别名句柄锁定,再将函数偏移处的5个字节保留下来,然后将其改为转向替代函数(用 EA Jmp): q-uLA&4
*(lpStr+wOffset) =0xEA; L`pY27|
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 M%;"c?g
//源程序 relocate.c TRCI\
.J:;_4x
#include <WINDOWS.H> %OFj
#include <dos.h> tzmETRwG
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); 0w+5'lOg
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); :'ihE\j
typedef struct tagFUNC L,%Z9
{ .hgH9$\
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 U[Nosh)hu\
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 @dl<-
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 ytob/tc
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 \086O9
}FUNC; k?n]ZNlT
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; #O><A&FrF`
//Windows主函数 ]
EV`dIk
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) ~RCg.&[ou
{ /6smVz@O
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 GM77Z.Y
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 E7gL~4I
WORD wOffset; //函数偏移 *CT.G'bQX
LPSTR lpStr; Bj+wayMi
LPLONG lpLong; P_mi)@
char lpNotice[96]; T#Fn:6_=
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); Yim#Pq&_
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); e+x*psQ
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); GGp{b>E+
#
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); {[N?+ZJD*L
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 }eI`Qg
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ifd}]UMQ
lpStr=GlobalLock(hMemData); y78z>(jV
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 6VGo>b;
//保存原函数要替换的头几个字节 $oc9
|Q 7
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); k5g@myb-
Func.lOld=*lpLong; !b'IfDp[-!
*(lpStr+wOffset)=0xEA; ^} tLnF
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; wyNC|P;j$g
GlobalUnlock(hMemData); =}"R5
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); "W3W:vl!
//将保留的内容改回来 &6Ns7w6*z
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); (A2U~j?Ry}
lpStr=GlobalLock(hMemData); -#daBx
?
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); YI/{TL8*KK
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; hk/ +
*lpLong=Func.lOld; %5`r-F
GlobalUnlock(hMemData); +fkP+RVY
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); *J.c $1#h
return 1; =P)"NP7f'
} C1n??Y[
J/L)3y
//自己的替代函数 n}42'9p
Rnz8 f}
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* QaIi.*tic
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) X1O65DMr`g
{ V;P1nL4L
BYTE NameDot[96]= d8D yv#gT
{ @h!U
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, Ia=&.,xub
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, m\l51}xz
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, +yt 6.L
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, /j$$0F>s7
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, #j\*Lc"Ur:
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, /7.wQeL9
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, :fl*w""V@
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, m=#aHF
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, *X%?3"WH8
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 "$# $f
}; XSD"/_xD
GU2]/\W*a
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; aeLBaS
HDC hMemDC; o]dK^[/*
BYTE far *lpDot; \o0z@Ntq
int i; M4R%Gr,La
for ( i=0;i<3;i++ ) e6Wl7&@6
{ f S(^["*G
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; D%6ir*%T
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); w2.qT+;v
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); jn0t-":
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); c`rfKr&z
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); n iXHK$@5
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); <{3q{VW*
DeleteDC(hMemDC); ~3LhcU-
DeleteObject(hBitmap); f<Va<TL6-
} [3 Wsc`Q
return TRUE; K!pxDW}
} u?F7L8q]
e{c._zr,
//模块定义文件 relocate.def ,)0/Ec
U{j5kX
NAME RELOCATE 9OE_?R0c!
EXETYPE WINDOWS KteZK.+#:
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE l=Vowx.$2f
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE cP/F|uG5
HEAPSIZE 1024 MBnK&GS
EXPORTS B7NmET4
\r:m({G
五、结束语 ,{#RrF e
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。