"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 _n/73Oh
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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。 Aix6O=K6
:<mJRsDf
一、发现了什么? F,A+O+
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。 g$jT P#%b
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): )[J@s=
)iM(
\=1ff
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v }6BXa
.................................. IuT)?S7O*k
;c>"gW8
6 type offset target .k-6LR
BASE 060a seg 2 offset 0000 5eE\
X /
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS o2=):2x
r{
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES 8sU5MQ5
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) &F/-%l!
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) Q"B8l[
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) 6^t#sEff]
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) 6%h%h: e
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) O_7}H)
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) Vfga%K%l F
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) y631;dU
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) 934j5D
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) +7o1&D*v
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) g1|Pyt{
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) t0jE\6r
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) NmXRA(m
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) &A*E)T#>#
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) %\(-<aT
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) |(ab0b #
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) qJ(uak
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) K#N9N@W jR
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) Q(cLi:)X2
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) ap'La|9t>
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) rAAx]nQ@
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE deArH5&!
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) rdd-W>+
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) ~nhO*bs}7{
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) j~1K(=Ng
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) !yPy@eP~
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) OdZ/ \_Z
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) %qz-b.
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) ;y. ;U#O
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) \Cu=Le^
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) k(pJVez
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) 1;1;-4k7I
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) YJMs9X~3
l"A/6r!Dp
35 relocations >\^oCbqF}~
Pj]^p{>
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) (3mL!1\
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 p<(a);<L
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。 @'}2xw[eU
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。 ]7cciob
C4$P#DZT^
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 3vcyes-U
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 Pg8boN]}
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 kmC0.\
主要的三个模块,有如下的关系: g%"SAeG<K
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 l[IL~
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 |n)4APX\Q
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 F<4:P=
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 yna!L@ *@,
以GDI模块为例,运行结果如下: ,hu@V\SKv
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe HZ%V>88
wkGr}
Exports: u &1M(~Ub=
i8k} B
o
rd seg offset name fMFkA(Of^
............ &"JC8
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data ^7/v[J<<
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data S+~;PmN9qL
............ x%r$/=
(kB
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。 ;$6L_C4B
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。 .pWRV<25
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: b#p0s?*
6 type offset target uP%VL}%0
ed/B.SY
.......... hBX.GFnw
gEsD7]o(=
PTR 0442 imp GDI.351 ?_d>-NC
%;h1n6=v2
.......... s=-?kcoJ2d
6]%=q)oL[
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。 P8ej9ULX,
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。 @}H'2V
MYvz%7
三、动态汉化Windows原理 t2{(ETV
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。 -e(<Jd_=
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? -s2)!Iko&
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。 *Vq'%b9
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。 0ZDm[#7z
}v2p]D5n.
四、"陷阱"技术 YToG'#qs
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。 d*Su
c
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: gizY4~
j
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; 1}|y^oB\-
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。 yN{**?b
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: jZqa+nG51
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); [dP<A?s
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 ]~dB|WB
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): ,&4
[`d
*(lpStr+wOffset) =0xEA; 8A]8yX =
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。 0'r}]Mws
//源程序 relocate.c Od;k}u6;<
@w= =*.x
#include <WINDOWS.H> *(q{k%/M
#include <dos.h> paD[4L?4Hk
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); fgtwVji
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); !gRU;ZQU_
typedef struct tagFUNC 89D`!`Ah]
{ 3{co.+
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 =/|GWQj
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 =Xr{ Dg
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 ,e1c,}
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 uGXvP(Pg'
}FUNC; ~I>|f
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; W`_Wi*z4
//Windows主函数 2& Hl
wpx
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) 6zU0 8z0-
{ rt vLLOIO
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 ~l'[P=R+8
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 Et*LbU
WORD wOffset; //函数偏移 "7+^`?
LPSTR lpStr; dfVI*5[Z
LPLONG lpLong; `_Iyr3HAf
char lpNotice[96]; 1@~%LV
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 8i`T?KB
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); lmoYQFkYP
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); |AvsT{2
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); ~!TrC<ft
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 l>`S<rGe
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); 8b,Z)"(U3
lpStr=GlobalLock(hMemData); #Qz9{1\G
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); K
~\b+
//保存原函数要替换的头几个字节 qfFa" a
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); EMH-[EBx
Func.lOld=*lpLong; EiM\`"o
*(lpStr+wOffset)=0xEA; ~8k`~t!
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; 6I=d0m.io
GlobalUnlock(hMemData); gPKO-Fsd"
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); %`G}/"
//将保留的内容改回来 S?v;+3TG
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); SP2";,%/9
lpStr=GlobalLock(hMemData); ;+f(1=x
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); j/uMSE
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; epk
C'
*lpLong=Func.lOld; L~|_)4
GlobalUnlock(hMemData); .ejC#vB{KM
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); t9W* N\
return 1; 2g)q
(
} p,8:(|(
O>X!78]#K
//自己的替代函数 js)E:+{A,
'2|mg<Ft
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* uh)f/)6
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) 96F+I!qC
{ ^JIs:\g<<
BYTE NameDot[96]= QB*AQ5-
{ dXt@x8E
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, yyVJb3n5:!
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, {2g?+8L$Z
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, u?g;fh6
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, +)(
"!@
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, V^G+_#@,,
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, %7TG>tc
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, b7M )
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, [F *hjGLc}
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, %tkL<e
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 gY-}!9kW]
}; 9Kz}
q4/P'.S
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap;
3=L5Y/
HDC hMemDC; i2O$oHd
BYTE far *lpDot; x?R1/iHv
int i; 5iItgVTW
for ( i=0;i<3;i++ ) = p2AK\
{ V,tYqhQ3
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; :VRQd}$Pi
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); [9CBTSr
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); 4%jSqT@
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); v>Kv!OY:c
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); %.IW H9P7
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); |oOA;JC)(
DeleteDC(hMemDC); d5LL(
"
DeleteObject(hBitmap); [DSzhi]
} &eg@ZnPn
return TRUE; ]CnT4[f!
} jA%R8hdr_
.YS48 c
//模块定义文件 relocate.def 8`b_,(\ N
_ =O;Lz$x
NAME RELOCATE :bp8S@
EXETYPE WINDOWS >Cr'dKZ}
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE ve/|"RB
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE Z=s]@r
HEAPSIZE 1024 h7\16j
EXPORTS pvqbk2BO
98l-
五、结束语 2;ogkPv '
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。