"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 Smh,zCc>s
@CoIaUVP
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。 sT.ss$HY9,
DDZ@$L!
一、发现了什么? [Pp'Ye~K@c
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。 +t.b` U`-
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): AX INThJ
6Zo}(^Ovz
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v +_!QSU,@
.................................. W)/#0*7
=wJX0A|
6 type offset target Y2TtY;
BASE 060a seg 2 offset 0000 {:s f7
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS #mT"gs
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES Ef\-VKh
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) Wqnc{oq|$
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) B~mj 8l4
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) +q4O D$}
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) ,uvRi)O>a
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) wkq 66?
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) 3$tdwe$S
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) ?< />Z)
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) Xvv6~
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) hxx.9x>ow
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) %>yL1BeA4
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) ' QG?nu
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) 29rX%09T]
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) 0sqFF[i
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) }C:r9?T
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) sK{e*[I>W
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) ~&T~1xsFJ
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) QZs!{sZ
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) dG{A~Z z
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) [GR;?R5
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) |>Vb9:q9Po
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE *|0 -~u%q
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) .8R@2c`}Cs
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) eDMO]5}Ht
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) AdEMa}u6
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) =(Mch~
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) 3mgD(,(^
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) P?\6@_ Z
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) 2HdC |$_+
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) )UR7i8]!0
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) pb}*\/s
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) fl(wV.Je|
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) uYN`:b8
n[z+<VGwC
35 relocations 2 nCA<&
JI}'dU>*U:
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) 6N4~~O
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 %Zi} MPx
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。 DI>s-7
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。 xEI%D|)<
+whDU2 "
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 siI;"?
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 A&VG~r$
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。 ?
t|[?
主要的三个模块,有如下的关系: ! mHO$bQ"
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 ]DcFySyv
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 ";F'~}bDA
·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。 iMlWM-wz>O
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。 ;TYBx24vD'
以GDI模块为例,运行结果如下: O-^Ma-}
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe n S=W 1zf
)e{aN+
Exports: Da|z"I
x
(>Em^(&
rd seg offset name lN@o2QX
............ &Jj<h: *
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data ;pAK_>
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data 'DR!9De
............ s[jTP(d)8
,bi^P>X
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。 9w"*y#_
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。 4 KiY6)
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: 6m93puY`7
6 type offset target V0@=^Bls
L0,'mS
.......... ]M=&+c>H~
*@5 @,=d
PTR 0442 imp GDI.351 a(nlTMfu
qX%_uOw:%
.......... zCZf%ATq
%J(:ADu]
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。 23PGq%R
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。 9*gZ-#
RZLq]8pM
三、动态汉化Windows原理 P:c w|Q
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。 ^q5#ihM
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? /m1\ iM\
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。 (QEG4&9
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。 HPl<%%TI
L *wYx|
四、"陷阱"技术 SUiOJ[5,
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*jM1w_`
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: 04ui`-c(
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; ^#pEPVkY
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'~3oqSvR
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: >MZ/|`[M
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); ytImB`'\
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 ?,z}%p
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): Dt@SqX:~Ee
*(lpStr+wOffset) =0xEA; KlEpzJ98
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。 x2xRBkRg=
//源程序 relocate.c >4TO=i
3";q[&F9y
#include <WINDOWS.H> =_CzH(=f#
#include <dos.h> dtDFoETz
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); w;M#c
Y
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); m67V_s,7B
typedef struct tagFUNC pa+hL,w{6
{ j 7B!h|
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 0GwR~Z}Z
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址
a?1Wq
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 }MySaL>
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 "]*tLL:`
}FUNC; WJi]t9 3
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; }>\C{ClI
//Windows主函数 *~`(RV
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) '/p4O2b,
{ " bG2:
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 +`4A$#$+y
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 *CMx- _
WORD wOffset; //函数偏移 ;uW FHc5@B
LPSTR lpStr; qq?!LEZ
LPLONG lpLong; hH.G#-JO
char lpNotice[96]; +T ?NH9
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); _1^'(5f$
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); /Oono6j
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); H,J8M{
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); !D6]JPX
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 =4!mAo}
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); 9WHddDA
lpStr=GlobalLock(hMemData); Gj*9~*xm(
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); kfNWI#'9
//保存原函数要替换的头几个字节 bt *k.=p
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); Kw}'W
8` c
Func.lOld=*lpLong; 2%1hdA<
*(lpStr+wOffset)=0xEA; }JfjX'
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; *Ex|9FCt$
GlobalUnlock(hMemData); BUFv|z+H
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); %y@AA>x!
//将保留的内容改回来 :&Nbw
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); 9uY'E'm*
lpStr=GlobalLock(hMemData); 0:+E-^X
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); $'TM0Yu,
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; oU|c.mYe
*lpLong=Func.lOld; GILfbNcd
GlobalUnlock(hMemData); $kgVa^
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); TC. ,V_
return 1; <{pz<io)
} Cw%{G'O
$(
)>g>%
//自己的替代函数 0V]s:S
;4a{$Lw~^9
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* !wNO8;(
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) VL^EHb7
{ u-TUuP
BYTE NameDot[96]= 'yth'[
{
OSJ$d
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, \jA~9
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, >7r!~+B"9'
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, \9d$@V
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, Q&&@v4L
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, _ m>b2I?
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, /=h` L,
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, Fi1@MG5$2
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, OB7hlW
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, ddo#P%sH'
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 23?rEhKe
}; F/Pep?'
{!`4iiF
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; fh{`Mz,o
HDC hMemDC; 1cGmg1U;
BYTE far *lpDot; 2oU_2P
int i; -hV*EPQ/
for ( i=0;i<3;i++ ) G
j1_!.T
{ C>~TI,5a3
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; !c-*O<Y
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); P$sxr
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); &R siVBA
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); eq" ]%s
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); .l|$dE/E
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); b2]Kx&!
DeleteDC(hMemDC); DJ%PWlK5
DeleteObject(hBitmap); ]{ kPrey
} i&k7-<
return TRUE; nd(S3rct&
} ~4"dweu?
m3ff;,
//模块定义文件 relocate.def bi:8(Q$w:`
aP`P)3O6)1
NAME RELOCATE +O5hH8<&b
EXETYPE WINDOWS Jl<2>@
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE ap~^Ty<>
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE WKU=.sY
HEAPSIZE 1024 p#[.{
EXPORTS [:V$y1
f-2c0Bi
五、结束语 (ik\|y% A
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。