"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 .2d9?p3Y
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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。 4BnSqw a_
infl.
一、发现了什么? ?
WJ> p
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。 |,9JNm$
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): P96pm6H_;
X%yO5c\l2
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v fYKO J5f
.................................. SGb;!T*
%ZHP2j
%~
6 type offset target (c0A.L)
BASE 060a seg 2 offset 0000 dJ$"l|$$
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS YK|bXSA[
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES f0Bto/,>~
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) 8XbA'% o
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) rG,5[/l
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) Gt9&)/#
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) \fr-<5w7 9
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) Uj&W<'I
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) KWLbD#
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) F~A 'X
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) ECv)v
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) j*~T1i
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) UH3sH
t
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) ~-wPP{!
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) wAnb
Di{W
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) R|i/lEq
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) C8F 7bG8c
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) V5}B:SUB
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) Z7 E
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) @?h/B=56
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) @&[T _l
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) 1S@vGq}
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) 5d Z |!
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE \Qm CeB
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) ?-1r$31p
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) Nj("|`9"
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) ~c6}
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) xe/(
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) ou
%/l4dC
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) }NsUnbxT
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) !UFfsNiXZ
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) pmX#E
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) {d?$m*YR3`
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE )
&y<ZE
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) O]qU[y+
L/"0ws_
35 relocations 9{:O{nl
j(~ *'&|(
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) !0N7^Z"gtz
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 s: 3z'4oX
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。 vVL@K,q
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。 ne^imht
^{8Gt@
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 je]}R>[r5
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 Mg^e3D1_
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。 ]THPSw_y8
主要的三个模块,有如下的关系: 5+fLeC;
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 @BNEiOAZ#
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 %TsPyiYl
·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。 ^Idle*+
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。 RxQh2<?
以GDI模块为例,运行结果如下: hTwA%
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe 8Dvazg}4
]D,MiDph
Exports: ]^6c8sgnR
(!:cen~|[
rd seg offset name vVE7fq3
............ d[;.r
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data ~@kU3ZGJZ
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data ~,2/JDVJ5-
............ ,k G>?4
E_zIg+(+
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。 Oez>X=Xf
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。 hI( SOsKs
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: 57 #6yXQ
6 type offset target LzCw+@-umw
T\r@5Xv
.......... ~.!c~fke
%E_b'[8
PTR 0442 imp GDI.351 j+HHQd7Y
mLL340c#\
.......... Vi$-Bw$@
-@ZiS^l
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。 lvp8z)G
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。 YX*Qd$chZ
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三、动态汉化Windows原理 J"FC%\|
我们知道,传统的汉化Windows的方法,是要直接修改Windows的显示、输入、打印等模块代码,或用DDK直接开发"中文设备"驱动模块。这样不仅工作量大,而且,系统的完备性很难保证,性能上也有很多限制(早期的长青窗口就是如此),所以只有从内核上修改Windows核心代码才是最彻底的办法。 6[]]Y,Y
从Windows的模块调用机制,我们可以看到,Windows实际上是由包括在KERNEL、GDI、US ER等几个模块中的众多函数支撑的。那么,修改其中涉及语言文字处理的函数,使之能适应中文需要,不就能达到汉化目的了吗? ,<2DLp%%D
因而,我们可以得出这样的结论:在自己的模块中重新编写涉及文字显示、输入的多个函数,然后,将Windows中对这些函数的引用,改向到自己的这些模块中来。修改哪些函数才能完成汉化,这需要深入分析Windows的内部结构,但CHINESE.DLL已明确无误地告诉了我们,在其数据段的重定位表中列出的引用函数,正是CStar修改了的Windows函数!为了验证这一思路, 我们利用RichWin作一核实。 uWrQ&}@
用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函数在GDI的第一代码段6139H偏移处(不同版本的Windows其所在代码段和偏移可能不一样)。然后,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +开发工具中的一个)检查GDI的Code1段,6139H处前5个字节是 B8 FF 05 45 55,经过运行Ri chWin 4.3 for Internet后,再查看同样的地方,已改为 EA 08 08 8F 3D。其实反汇编就知道,这5个字节就是 Jmp 3D8F:0808,而句柄为0x3D8F的模块,用HelpWalk能观察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一代码段( 模块名为TEXTMAN)。而偏移0808H处 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一个函数起始的地方,这实际上就是RichWin所重改写的ExtTextOut函数。退出Ri chWin后,再用HelpWalk观察GDI的Code1代码段,一切又恢复正常!这与前面的分析结论完全吻合!那么,下一个关键点就是如何动态修改Windows的函数代码,也就是汉化Windows的核心——"陷阱"技术。 KOwOIDt
,$eK-w
四、"陷阱"技术 Sv;_HZ
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。 $O^v]>h
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: |{@FMxn|q
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; F9*g=
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。 %K]euEqs
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: =v*.p=r
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); lKgKtQpi
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 %N#%|2B
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): CwX Z
*(lpStr+wOffset) =0xEA; eW>3XD4
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。 {%#)5l)
//源程序 relocate.c i>_u_)-
5 Qoew9rA
#include <WINDOWS.H> Q#IG;
#include <dos.h> lHV[Ln`\x
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); b^[F""!e
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); 7+hK~
typedef struct tagFUNC 1 n%?l[o
{ A?G^\I~v
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 $TI5vhQ
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址
iS?42CV
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 &5L<i3BX
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 rcGb[=B f
}FUNC; kapC%/6"
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; 4Bl{WyMJ |
//Windows主函数 ]!IVz)<E&
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) b$eXFi/
{ ~n/
$
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 #Mg]GeDJ{
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 +x1eJug4
WORD wOffset; //函数偏移 R=Tqj,6
LPSTR lpStr; ^_ojR4
LPLONG lpLong; *|_"W+JC
char lpNotice[96]; IuZ) [*W
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); .Q)|vq^
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); #Oha(mRY
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); iKas/8
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); a" H WGY
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 "6a8s;
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ~y$ !48o
lpStr=GlobalLock(hMemData); r",]Voibd
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); Va$Pi19 O
//保存原函数要替换的头几个字节 ]qB:PtX
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); ^;c 16
Func.lOld=*lpLong; *.&