"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 9ZJn 8ki
%[cZ,F=
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。 hr@kU x
$.+_f,tU
一、发现了什么? kuq&8f~!
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。 2`'g
9R
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): ~:krJ[=
qkbGM-H%U
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v zH5pe
.................................. n2V
$dF4m
#"qP4S2
6 type offset target
N%f%
U
BASE 060a seg 2 offset 0000 n 9>**&5L
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS C^IPddw>
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES W5*Kq^6Pd
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) b)+;=o%
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) w!%"b03q
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) P:#KBF;a
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) :{LNr!I?I
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) \: BixBU7
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) \; voBU
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) eae `#>XP
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) $xU)t&Df
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) En9>onJ
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) `VrQ?s
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) O7"16~a
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) 56?RFnZ&j
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) %f?Z/Wn
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) fsjCu!
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) y9Q#%a8V
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) ~tc,p
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) !AXt6z cZ
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) b!<\#[
A4
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) @B`nM#X#
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) Ro@=oyLE
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE >~;=
j~
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) V8hmfV~=]P
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) F$j?}
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) G"F)t(iX
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) g-~]^ $
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) aGAeRF
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) h-<Qj,L{W
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) I~ 1Rt+:
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) m9=93W?
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) MBqw{cy
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) Xaw ~Hh)
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) GU|(m~,`
H?_wsh4J
35 relocations #|"M
[gDl<6a#4
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) t-i\gq^
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 gX|We}H
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。 NmA6L+
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。 |{ @BH
z*)kK
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 N(l
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 eakQZ-Q
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。 r3NdE~OAi
主要的三个模块,有如下的关系: "x0/i?pqa
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 D0}r4eA
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 kQ`p\}7_
·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。 :Vy*MPS5
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。 m%cwhH_B
以GDI模块为例,运行结果如下: G3o `\4p
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe }60/5HNr
3UX6 Y]E3
Exports: FN/siw(?3
hCb2<_3CR
rd seg offset name r4M;]
............ .*X=JFxl
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data U1W8f|u
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data :6qt[(<"
............ /5Sd?pW;
[(2XL"4D
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。 jN AS'JV
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。 T0 {X,
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: aHdQi,=z
6 type offset target h0?w V5H
j}O7fLRu
.......... Gl%N}8Cim
twox.@"U
PTR 0442 imp GDI.351 d"tR?j
l<;~sag
.......... 6 Nws>(Ij
7]_zWx,r
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。 "r~/E|Da<
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。 ffMk.SqI
F/cA tT.M?
三、动态汉化Windows原理 -wr_x<7
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。 g`w46X
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? iwy;9x
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。 [a_o3
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。 :'FCeS9
DP-0,Gt&Xj
四、"陷阱"技术 )b1X6w[
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 KxuK0{
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: )nGH$Mu
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; KE6XNG3
果然,在自己程序的数据段中也有了重定位信息。这样,当程序调入内存时,变量FarPro cFunc已是函数ExtTextOut的地址了。 },@ex
要直接修改代码段的内容,还遇到一个难题,就是代码段是不可改写的。这时,需要用到一个未公开的Windows函数AllocCStoDSAlias,取得与代码段有相同基址的可写数据段别名, 其函数声明为: fDRG+/q(+
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); F5y&"Y_
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 6ZAZJn|
Windows中函数地址是32位,高字节是其模块的内存句柄,低字节是函数在模块内的偏移。将得到的可写数据段别名句柄锁定,再将函数偏移处的5个字节保留下来,然后将其改为转向替代函数(用 EA Jmp): PQ{5*}$N
*(lpStr+wOffset) =0xEA; Ciy%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。 q+} \(|
//源程序 relocate.c =!G{+&j
\mL]xE-
#include <WINDOWS.H> ~e&O?X
#include <dos.h> A&A{Thz
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); ~9PZ/(
'
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); pekNBq
Wm
typedef struct tagFUNC ?AH B\S
{ eM@xs<BR
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 91-[[<
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 tAPf#7{|
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 !;4Hh)2
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 v o4U%
}FUNC; K
$WMrp
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; +4Fw13ADE
//Windows主函数 1Ko4O)L]&
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) &WeN{
{ G+2 ,x0(
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 hV+=hX<h
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 cwOa"]t}
WORD wOffset; //函数偏移 kS?CKd9by
LPSTR lpStr; ^wD`sj<Qg
LPLONG lpLong; ~(#iGc]7
char lpNotice[96]; 7X)4ec9H\
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); ==BOW\
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); LpL$=9
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); 8 C9ny}
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); FB:nkUR`
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 ~9"c64 q
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); }KO <II
lpStr=GlobalLock(hMemData); e,r7UtjoxR
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); s7 sTY
//保存原函数要替换的头几个字节 a`[9<AM1#
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); {5fL!`6w
Func.lOld=*lpLong; O~v~s
'c&
*(lpStr+wOffset)=0xEA; !
,0
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; :[CEHRc7x
GlobalUnlock(hMemData); mlPvF%Ba
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); !>V)x
//将保留的内容改回来 , 6Jw
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); Qm=iCZ|E^!
lpStr=GlobalLock(hMemData); xI.0m
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ~4|Tr z2T
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; MMUlA$*t
*lpLong=Func.lOld; l|{[vZpT
GlobalUnlock(hMemData); nW}
s
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); xQ2:tY#?
return 1; CB
X}_]9X
} 1+Uem
!!ma]pB,
//自己的替代函数 *Hi}FI
Bnk'
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* >t<\zC|~w
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) r6R@"1/
{ c-v-UO%
BYTE NameDot[96]=
RehraY3q
{ hsT&c|
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, }dHdy{$
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, MTN*{ug2:
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, HOF=qE*p
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, =LODX29
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00,
I!Z"X&
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, 74a@/'WbE
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, z{FFTb^B
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, 2Y<]X7Ch:
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, FE]UqB
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 )0]U"Nf ho
}; UG=]8YY!
|2%|=
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; <5,|h3]-#
HDC hMemDC; ]31=8+D
BYTE far *lpDot; Y9>92#aME
int i; 'n
^,lXWB
for ( i=0;i<3;i++ ) e(xuy'4r
{ 3kk^hvB+f
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; FUlhEH
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); Ibu9AwPm
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); R&BWCC{
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); d=n{Wn{C
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); b$%Kv(
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); M0~%[nX
DeleteDC(hMemDC); !_QT{H
DeleteObject(hBitmap); F>3 o0ke}
} k& +gkJm
return TRUE; _ziSH 3(
} dq`{fqGl
8e3eQ
//模块定义文件 relocate.def D7T|K :F)
E>f{j:M
NAME RELOCATE *coUHbP9>
EXETYPE WINDOWS AWYlhH4c?t
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE >;'0ymG.`
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE P"l'? `
HEAPSIZE 1024 Je6wio-4
EXPORTS qT !lq
`}KxzD
五、结束语 w/(c}%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。