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动态汉化Windows技术的分析

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"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*#l d()  
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: xW92 ZuzSH  
·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,U Mb#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 ]ADj 9  
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*O ne  
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#=$o  
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 -Fi{[%&u  
WORD   wOffset;   //函数偏移 n%N|?!rB  
LPSTR lpStr; tCkKJ)m  
LPLONG lpLong; Jxyeh1z qB  
char   lpNotice[96]; w QV4[  
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 0}(ZW~& 1  
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); [=Qv?am  
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); v4X\LsOP  
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); ZHA6BVVT  
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 .QwwGm  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); "rnZ<A}  
lpStr=GlobalLock(hMemData); z&a%_ ]Q*  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); !rmXeN]-r  
//保存原函数要替换的头几个字节 }B-@lbK6)  
Func.bOld=*(lpStr+wOffset);  ;'^5$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); hqEn D  
lpStr=GlobalLock(hMemData); x2@Q5|a  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ;4E.Yr*  
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; M$|r8%z1  
*lpLong=Func.lOld; 1h.Ypz u  
GlobalUnlock(hMemData); ho 5mH{"OV  
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); `R}q&|o7<  
return 1; axf4N@  
} /CpU.^V  
DA>_9o/l  
//自己的替代函数 o6{[7jI  
Mi|PhDXMh  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* >]6 inS9  
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) ;.%Ii w&WG  
{ 1J(` kQ)c  
BYTE NameDot[96]= z|';Y!kQ  
{ `5VEGSP]  
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, ~d+.w%Z `  
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, B,`B!rU  
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, ]{tnNr>mv  
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, /FzO9'kj  
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, *rs@6BSj  
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, y.KFz9Qv  
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, nEtG(^N  
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, "rV-D1Dki  
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, YMlnC7?_ /  
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 f:/[  
}; q7itznQSKc  
sbWen?  
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; BvXA9YQ3  
HDC   hMemDC; D1Yc_  
BYTE far *lpDot; y)`f$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); vDG AC'  
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。
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