"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 ImQ?<g8$
!l1UpJp
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。 v~i/e+.h>y
hQ`g
B.DR
一、发现了什么? ;KqH]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。 bm9@A]yP
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): n`<YhV
%|md0
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v 3uA%1
E
.................................. . zf#S0y%(
aV3:wp]Gn
6 type offset target `PK1zSr
BASE 060a seg 2 offset 0000 T^YdAQeE
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS mD`v>L
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES *ZP$dQ
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) cSy{*K{B
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) d;UP|c>2
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) KO/Z|I
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) I_xvg
>i
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) 4A(kM}uRB
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) 1+6)0 OH{
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) 3}{od$3G
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) Yg@k+
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) "e<Z$"7i
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) J*s!(J |Q
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) V;$ME4B\{
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) MzLnD D^
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) W]cJP
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) lrg3n[y-l
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) ?.66B9Lld
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) p%A
s6.
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) Zhb)n
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) Lk{ES$
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) pj?wQ'
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) z^s/7Va[
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE J
WaI[n}
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) u2crL5^z2)
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) sCG[gshq
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) 5*QNE!
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) w yi n
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) _(=[d
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) w_o|k&~,
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) ?g*#ld()
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) 3B| ?{U~
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) s"5f5Cn/Wh
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) Xk=bb267
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) ]A)`I
kGbtZ} W
35 relocations d%tF~|#A%
K^0cL%dB
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) KICy!
"af
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 aq/'2U 7
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。 tHgn-Dhzr
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。 b?Dhhf
=?fxPT[1K
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 r9[{0y!4
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 #4uuT?!
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。 Sb@:ercC,
主要的三个模块,有如下的关系: xW92ZuzSH
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 ?2h)w=dO
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 D=*3Xd
·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。
/~`4a
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。
[7d>c
以GDI模块为例,运行结果如下: 26n+v(re
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe 2S'{$m)
m,UMb#7Y
Exports: .|=~x3mPw
;{@ [ek6
rd seg offset name HPM
ggRs
............ $kPC"!X\
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data >|h$d:~n
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data ^~iu),gu
............ >jI(^8?
yTj!(C
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。 .Y!]{c
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。 MVe:[=VOT|
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: 1&\ A#
6 type offset target ]ADj9
Y![m'q}K
.......... d8l T+MS=
$
{29[hO
PTR 0442 imp GDI.351 |ymw])L
k e$g[g
.......... t[>y=89
1u4)
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 fZM)>
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 |l5ol@2*
W$_}lE$
三、动态汉化Windows原理 !brXQj8D7
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。 [,;h1m ~iX
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? fB.xjp?
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。 ~zdHJ8tYp
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。 $$my,:nH
b5r.N1ms
四、"陷阱"技术 !V|%n(O"
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。 v X=zqV
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: 6:Eu[PE~w
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; Aj| Gqw>
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。 e) Q{yO
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: C*O648yz[
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); HR0t[*
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 !YJfP@"e6r
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): =*K~U# uoC
*(lpStr+wOffset) =0xEA; |^z?(?w
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 d?,}\
//源程序 relocate.c WO=X*One
VKzY6
#include <WINDOWS.H> z
D&5R/I
#include <dos.h> d1&RK2
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); <A% }
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); (;1rM}B;1
typedef struct tagFUNC `U-i{i
{ >cVEr+r9t
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 | g o jb
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 g.3 .
C?
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 xc|pl!ns
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 \_H-TbU8
}FUNC; ,:RHhg
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; n.}A
:Z
//Windows主函数 {R`,iWV
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) Ml)0z&jQX
{ iR
k.t=B
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 \?n4d#=$o
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 -Fi{[%&u
WORD wOffset; //函数偏移 n%N|?!rB
LPSTR lpStr; tCkKJ)m
LPLONG lpLong; Jxyeh1zqB
char lpNotice[96]; w QV4[
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 0}(ZW~&1
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); [=Qv?am
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); v4X\LsOP
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); ZHA6BVVT
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 .QwwGm
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode);
"rnZ<A}
lpStr=GlobalLock(hMemData); z&a%_
]Q*
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); !rmXeN]-r
//保存原函数要替换的头几个字节 }B-@lbK6)
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); ;'^5$q
Func.lOld=*lpLong; EN
OaC
*(lpStr+wOffset)=0xEA; ?fO
2&)r
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; 2.Kbj^
GlobalUnlock(hMemData); Z_%9LxZlyj
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); }zA
kUt
//将保留的内容改回来 K6vF}A|
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); hqEnD
lpStr=GlobalLock(hMemData); x2@Q5|a
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ;4E.Yr*
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; M$|r8%z1
*lpLong=Func.lOld; 1h.Ypzu
GlobalUnlock(hMemData); ho5mH{"OV
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); `R}q&|o7<
return 1; axf 4N@
} /CpU.^V
DA>_9o/l
//自己的替代函数 o6{[7jI
Mi|PhDXMh
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* >]6inS9
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) ;.%Ii
w&WG
{ 1J(` kQ)c
BYTE NameDot[96]= z|';Y!kQ
{ `5VEGSP]
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, ~d+.w%Z`
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, B,`B!rU
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, ]{tnNr>mv
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, /FzO9'kj
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, *rs@6BSj
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, y.KFz9Qv
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, nEtG(^N
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, "rV-D1Dki
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, YMlnC7?_/
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 f:/[
}; q7itznQSKc
sbWen?
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; BvXA9YQ3
HDC hMemDC; D1Yc_
BYTE far *lpDot; y)`f$Hl@1
int i; -2)6QKh~D
for ( i=0;i<3;i++ ) !/1aot^(
{ *'b3Z3c,;
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; &&(^;+
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); v]"W.<B,
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); _?9|0>]xG
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); m@|0iDS
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); ;<aT|4
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); ~Ibq,9i
DeleteDC(hMemDC); vDGAC'
DeleteObject(hBitmap); |sQC:y>
} %'}zr>tx:
return TRUE; hJuR,NP
} \KBE+yj
~/R,oQ1!g}
//模块定义文件 relocate.def O'<5PwhG
{km~,]N
NAME RELOCATE ^/K]id7 2
EXETYPE WINDOWS p2v+sWO
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE c ilo8x`
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE ){XaO;k<]
HEAPSIZE 1024 xJ/<G$LNJ0
EXPORTS 6P0\t\D0
\0K3TMl)J
五、结束语 S4r-s;U-v/
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。