"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 haik
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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。 u[:
P
B[Ix?V4yy
一、发现了什么? bA0uGLc
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。 O'@m4@L
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): d{iL?>'?^
o9~h%&
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v Qh
1q
.................................. n8
GF8a
T&mbXMN
6 type offset target N!.kq4$.
BASE 060a seg 2 offset 0000 -MQZiq7H4
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS Zm`'MsgFr
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES s+(l7xH$
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) J2)-cY5G
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) [0d-CEp[
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) %H 8A=
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) t5I^1u6
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) 3"HGEUqA
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) ( [K2:n\
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) gcQ. YP9
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) YJ&lB&xH
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) 8=lHUn9l
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) N8Rm})
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) E1$Hu{
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) ~uP
r]#
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) fF8a 1XV
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) <K=@-4/Bp
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) >cGh| _9
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) I
rtF4ia.
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) +a7EsR
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) zz7Y/653
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) Vy?R/
Uu
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) o(B<!ji~'
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE "R@$Wu53|
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) ^8o_Iz)r,
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) yYxeNE"
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) Yio>ft&g]
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) +YGw4{\EL
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) lM@<_=2
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) W\ 1bE(AwZ
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) hLDch5J5~
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) <3i4NXnL2
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) 2<46jJYL'
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) +cPE4(d
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) 3p?<iVE
@%I_&!d
35 relocations Gvt;Q,hH
BCj`WF@8l{
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) IGh !d?D
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 |.Y@^z;P3
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。 ] dm1Qm
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。 |1<]o;:
oUKBb&&O
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 `Q1WVd29
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。
BdE`p{
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。 Th&Wq
主要的三个模块,有如下的关系: r{/ G\
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 =,>TpE
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 `\RX~ $^
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 N SxPN:
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 OUIUgej
以GDI模块为例,运行结果如下: 4mM2C`I
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe },Re5W nl
yf#%)-7(
Exports: C)KtM YA,
CSX$Pk*
rd seg offset name ?D~SHcBaN
............ B0 oY]r6
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data ![P(B0Ct/
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data ssr)f8R#,#
............ |B{$URu
WKrZTPD'm
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 1$!RKqT
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。 ]}l+ !NV<
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: 0Yzb=QMD
6 type offset target &zh+:TRm
oRbYna?J
.......... " ;R3260
$vGEY7,
PTR 0442 imp GDI.351 0h@%q;g
+}-W.H%` 0
.......... \2<yZCn
xu?QK6D:
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。 b%!`fn-;
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。 UQf>5g
^<
/vbF
三、动态汉化Windows原理 klC^xSx
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。 ma-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? W] ;6u
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。 ep}/dBg
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。 K7O?{/
Tvx8l
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四、"陷阱"技术 ]qza*ba
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。 [rQ(ae
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: W &wDH
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; ; ?lM|kK
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。 $9_.Q/9>
要直接修改代码段的内容,还遇到一个难题,就是代码段是不可改写的。这时,需要用到一个未公开的Windows函数AllocCStoDSAlias,取得与代码段有相同基址的可写数据段别名, 其函数声明为: 9]F&Fz/G
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); pnA]@FW
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 ccRk4xR
Windows中函数地址是32位,高字节是其模块的内存句柄,低字节是函数在模块内的偏移。将得到的可写数据段别名句柄锁定,再将函数偏移处的5个字节保留下来,然后将其改为转向替代函数(用 EA Jmp): D_ZBx+/_?
*(lpStr+wOffset) =0xEA; &'yV:g3H
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 !g&B)0u]*
//源程序 relocate.c So 6cm|{
UlN|Oy,
#include <WINDOWS.H> ,sJfMY
#include <dos.h> rnhf(K.{3
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); (l P4D:X
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); ~m|?! ]n
typedef struct tagFUNC pH:|G
{ 8'xnhV
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 ;yER
V
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 geN%rD
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 f$W}d0(F;
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 s]%!
}FUNC; udy;Odt
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; 8oH54bFp
//Windows主函数 %y\7
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) "l,EcZRjTz
{ h16Nr x
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 (l_de)N7
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 .F3LA6se
WORD wOffset; //函数偏移 nkj'AH"2
LPSTR lpStr; jTgh+j]AP
LPLONG lpLong; ,k! f`
char lpNotice[96]; RTY4%6]O
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); BrcXn@tl
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 2^ZPO4|
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); 'htA! KHF
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); \ g(#)f
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 oNsx Fi:
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ']Xx#U N
lpStr=GlobalLock(hMemData); 0a%ui2k
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); gq1Y]t|4F
//保存原函数要替换的头几个字节 t-(7Q8(
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); xa0%;nFKe
Func.lOld=*lpLong; /)4r2 x
*(lpStr+wOffset)=0xEA; qTMz6D!Q
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; ZDmk<}A-U
GlobalUnlock(hMemData); ~2}ICU5
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); 3A}8?
//将保留的内容改回来 TC#B^m`'p
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); h#ot)m|I
lpStr=GlobalLock(hMemData); XRz6Yf(/
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); O~0
1)%
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; s?#lhI
*lpLong=Func.lOld; XJ?z{gXJ
GlobalUnlock(hMemData); J*C*](
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); }B/xQsTx-
return 1; (
+hI
} {/!Gh\i
OSIp
//自己的替代函数 Cjk AQ(9
[E7@W[xr
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* P`9A?aG.Z
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) 6&0a?Xu
{ 'Jr*oru
BYTE NameDot[96]= bQjHQ"G
{ x,_Ucc.
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, W)hby`k
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, E_rC"_Zte
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, Tou~U[V+
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, R\amcQ
9
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, D9C; JD
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, (Z +C
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, oU? X"B9
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, I
GtH<0Du
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, hDMp^^$
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 ksp':2d}
}; ;gV8f{X{Z
{ rn~D5R
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; 1<|I[EI
HDC hMemDC; HI 61rXNF
BYTE far *lpDot; ^dD?riFAk
int i; kyB]fmS
for ( i=0;i<3;i++ ) Y%@'a~
{ N*>; '
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; 7^=jv~>wP
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); _*I6O$/>
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); ek!N eu>
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); c= uORt>
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); S:QEHd_C
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); }3lF;k(2g
DeleteDC(hMemDC); .X1niguXH
DeleteObject(hBitmap); =x>k:l~s
} +Ti@M1A&
return TRUE; kGP?Jx\PkH
} -<=<T@,
kw'D2692
//模块定义文件 relocate.def l !v#6#iq
Q-5wI$=
NAME RELOCATE e:
tp7w 4
EXETYPE WINDOWS &KWh5S@w
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE !
+ 7ve[z
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE _Ar,]v
HEAPSIZE 1024 % BKTN@;7
EXPORTS N0PX<$y
>0oc=9H8
五、结束语 !ZW0yCwLQ
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。