"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 .|W0B+Z8
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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。 h&@A'om~
hG51jVYtw
一、发现了什么? "P.H
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。 Ey<vvZ
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): <%w)EQf4m
hM$K?t
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v Ua0fs|t1v
.................................. q)0?aL
6[ }~m\cY
6 type offset target _+Tq&,_:o
BASE 060a seg 2 offset 0000 \yt-_W=[
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS )H=}bqn
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES r:pS[f|4\
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) BkywYCWZ )
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) 'YQ^K`lV
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) <ua` WRQr
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) @
3n;>oi
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF )
u@QP<[f
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) Su"9`
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) +9mE1$C
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) cHqT1EY
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) MzUNk`T @
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) ]`@= ;w
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) m#
y`
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) uWm,mGd9
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC )
W)F<<B,
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) EFpV
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) Iw@ou
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) "rxhS;
R1>
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) j}P
xq
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) %DyukUJ
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) ]M^k~Xa
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) nE"##2X
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE A'A5.\UN
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) %Xe#'qNq)
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) ]rwHr;.
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) O5rHN;\_
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) RP!!6A6:
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) k OYF]^uJ
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) cV;<!f+
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) ~!V5Ug_2
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) KMs[/|HX\
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) p2m@0ou
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) qDSZ:36
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) hY*ylzr83
#6g9@tE
35 relocations kmNa),`{s
{@1;kG
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) Z<_"Tk;!',
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 fEv`iXZG
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。 c#)!-5E~H
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。 @=i-*U
+,;"?j6<p
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 \,n|V3#G
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 #|92+
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。 JD\yl[ac%
主要的三个模块,有如下的关系: vJ
+sdG
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 c >O>|*I
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 f`;y
"ba
·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。 3t4i2]
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。 , 0hk)Vvr3
以GDI模块为例,运行结果如下: wOMrUWB0
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe V
yOuw9
s0zN#'o]
Exports: g3 6:OK"
TTDcVG_}
rd seg offset name 6%-RKQi
............ xM+_rU
M|h
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data R^p'gQc$
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data &gxWdG}qx]
............ ]2_b_ok
m}-*B1
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。 2\4ammwT
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。 X_3*DqY
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: '9ki~jtf=
6 type offset target gR\z#Sg
z [|:HS&
.......... |#b]e|aP
< NRnE8:
PTR 0442 imp GDI.351 gh?3 [q6
{`ghX%M(l
.......... &E?TR
A# E
mf W}^mu
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。 <4;f?eu
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。 TSsx^h8/
)' 2vUt`_7
三、动态汉化Windows原理 `~@}f"c`u
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。 QYWl`Yqf
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? K=2j}IPe
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。 T{T> S%17~
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。 jw]IpGTt
u[!Ex=9W
四、"陷阱"技术 h#8{fr)6
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。 E
eCgV{9B
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: EKT"pL-EY
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; 1xwq:vFC.
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。 W*D*\E
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 3wl0
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); ||?wRMV
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 qxD<mZ@-R0
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): ;<`
*(lpStr+wOffset) =0xEA; 8\Eq(o}7
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。 `RE1q)o}8M
//源程序 relocate.c Vs[!WJ
7
J~G"D-l<9/
#include <WINDOWS.H> g? \pH:|79
#include <dos.h> ?/ s=E+
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); E9[8th,t
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); H
%PIE1_
typedef struct tagFUNC vGPaW YV
{ mH3{<^Z6
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 /t?(IcP5
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 iAWoKW
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 %K]nX#.B&
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 2!Ex55
}FUNC; 8|,-P=%t
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; cl-i6[F
//Windows主函数 wwmODw<tT
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) 3'2}F%!Mv
{ Yui:=GgUrr
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 y/2U:H
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 &On0)G3Rc
WORD wOffset; //函数偏移 VbX$i!>8
LPSTR lpStr; 9uREbip
LPLONG lpLong; ]R{=|
char lpNotice[96]; Q-&]Vg
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); Z_Ma|V?6
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); L=}UApK
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); XT_BiZ%l5O
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); 4%j&]PASa1
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 YKvFZH)
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); |,&!Q$<un
lpStr=GlobalLock(hMemData); AjANuyUaP
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); .]H]H *wC
//保存原函数要替换的头几个字节 0QIocha
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); l7J_s?!j
Func.lOld=*lpLong; 1,`x1dcO!A
*(lpStr+wOffset)=0xEA; Nd!2 @?V4
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; 7RD` *s
GlobalUnlock(hMemData); e?lqs,m@"
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); <p0$Q!^dK=
//将保留的内容改回来 8h20*@wSN
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); -{b1&
lpStr=GlobalLock(hMemData); d8RpL{9\7
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); p
go\(K0
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; 8rp-XiW
*lpLong=Func.lOld; = xX^
GlobalUnlock(hMemData); BK d(
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); \
bT]?.si
return 1; n"K7@[d
} A# M
q=1SP@;\6
//自己的替代函数 MthThsr7
47K5[R
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* 4l`gAE$
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) \]OD pi
2
{ A^p $~e\)
BYTE NameDot[96]= wD,F=O
{ WNYLQ=;
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, }C&c=3V
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, 8rpN2M3h
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, l*m|b""].u
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, ToJru
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, VD3[ko
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, T&23Pf 1
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, rzBWk
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, >aWJ+
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, ,6buo~?W:
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 gq@."wHU
}; N8{>M,
\4p<;$'
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; G\NCEE'A
HDC hMemDC; +Ae.>%}
BYTE far *lpDot; >SGSn/AJi
int i; YWZF*,4
for ( i=0;i<3;i++ ) Mk9kGP%
{ x/S% NySG
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; 9,c>H6R7
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); HYH!;
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); )nk>*oE
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); <C{5(=X{
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); E37@BfpO3
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); N_DgnZ7*
DeleteDC(hMemDC); 7f$Lb,\y
DeleteObject(hBitmap); 5~X%*_[],
} d#tUG~jc
return TRUE; M:SxAo-D2
}
]\e zES
3U`.:w`
//模块定义文件 relocate.def `3:%F>
k1H0hDE
NAME RELOCATE C/Z"W@7#;
EXETYPE WINDOWS TatyD**(
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE }00e@a
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE -&A[{m <,>
HEAPSIZE 1024 [Bh]\I'
EXPORTS Ja&%J:
)AoFd>
五、结束语 T7Ac4LA
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。