"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 C'_^DPzj
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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。 ;$\?o
KliMw*5(
一、发现了什么? #D qVh!t"
笔者多年来一直从事Windows下的软件开发工作,经历了Windows 2.0 、 3.0 、3.1 ,直至Windows 95、NT的成长过程,也遍历了长青窗口、长城窗口、DBWin、CStar、RichWin等多个Windows汉化产品。从现在看来,影响最大也最为成功的,当推四通利方的RichWin;此外,中文之星CStar与RichWin师出一门,其核心技术自然也差不多。其对外宣传采用独特的"陷阱" 技术即动态修改Windows代码,一直是笔者感兴趣的地方。 %YH+=b:uW
EXEHDR是Microsoft Visual C++开发工具中很有用的一个程序,它可以检查NE(New-Exe cutable)格式文件,用它来分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就会发现与众不同的两点(以CStar 1.20为例): 0|D^_1W`R
tJ_6dH8Y
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v <hS %I
.................................. +bGj(T%+'
*i=+["A
6 type offset target vZ
rE9C }
BASE 060a seg 2 offset 0000 Xq"_^
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS >`3wEJ"<
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES Dm")\"5\?
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) _N-.=86*
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) !bPsJbIo>
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) T[z}^"
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) g?}$"=B
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) l$1z%|I
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) !'
D1aea5
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) JFJ_
PphvD
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) z`?{5v -Qs
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) n )n>|w_
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) ~"Kf+eFi
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) D.i(Irqw!
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) BkH- d z
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) o`]o(OP
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) ZSBa+3;z
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER )
x=/`W^t2
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) l\?HeVk^
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) e13{G@
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) Zgw;AY.R>
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) 7eM:YqT/#
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) s y ]k
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE u(Y! _
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) [\Ks+S
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) &yQilyU{V
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) pZYcCc>6&
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) &sbKN[x M
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) (eG9b pqr
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) yX {CV7%O
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) WeqE9@V
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) 'T
'&OA
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) }k`-n32)|
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE )
*tWZ.I<<
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) Y`O"+Jr
fku\O<1
35 relocations HP$GI
FuWMVT`Y
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) yU e7o4Zm
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 Rr9K1io$)
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 (.CEEWj%{
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 86bRfW'
)@IDmz>
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 @y|ZXPC#
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 S,=#b
4\#%
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 pd3=^Zi
主要的三个模块,有如下的关系: k2"DFXsv
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 +*O$]Hh
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 >nqDUGnEo>
·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。 v>p UVM
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。 U#u=9%'
以GDI模块为例,运行结果如下: 3? R56$-+
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe z]^u@]@NC
B8f BX!u/
Exports: 5$<\
sDylSYq
rd seg offset name j,]KidDWm
............ 1\[En/6
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data K4r"Q*h
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data JGJy_.C
............ ?4[IIX-
k\ 2.\Lwb
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。 n^a&@?(+
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。 _SW_I{fjr
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: Ojh\H
6 type offset target L.E6~Rv
a/k0(
.......... csEF^T-
&D/@H1fBe
PTR 0442 imp GDI.351 3ih3O
8zOoVO
.......... &B3[:nS2
( <Abw{BTm
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。 <hJ%]]
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。 |4slG
LNA5!E
三、动态汉化Windows原理 _gLj(<^9
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。 -msfiO
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? ']x`d
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。 k3 YDnMRA9
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。 <\9M+
6*{sZMG
四、"陷阱"技术 P2j"L#%
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。 8Hdm(>
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: "-WEUz
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; Bb~Q]V=x;
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。 h@^d
Vg
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:
w~3~:w$
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); y{?wxg9
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 |5;:3K+
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): bXx2]E227
*(lpStr+wOffset) =0xEA; Y`U[Y Hx
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。 T>!Y-e.q
//源程序 relocate.c /qKO9M5A
y5p)z"
#include <WINDOWS.H> MnQ4,+ji-
#include <dos.h> k|r+/gIV
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); fFSQLtm?E
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); Z [aKic
typedef struct tagFUNC pZ IDGy=~
{ 3YFbT
Z
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 ^z _m<&r
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 vg.K-"yQW
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 |e]2 >NjQa
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 #77p>zhY
}FUNC; y|+n77[Gv
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; wqZ*$M
//Windows主函数 :Sd"~\N+
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) q#6K'=AC
{ 03!!# 5iJ
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 kdam]L:9
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 L]syDn
WORD wOffset; //函数偏移 8F;r$i2
LPSTR lpStr; %xJ6t5.-
LPLONG lpLong; gdx2&~
char lpNotice[96]; /}ADV2sF
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); A_ftf7,
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); -(Z%?]+
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); 3jJd)C R
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); ` 465
H
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 2JMMNpya
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); /_?y]Ly[r
lpStr=GlobalLock(hMemData); 1 p|h\H
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); HgY> M`U
//保存原函数要替换的头几个字节 /Tc
I
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); |E(`9
Func.lOld=*lpLong; l>J>?b=x"[
*(lpStr+wOffset)=0xEA; mj!P
]
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; 9iwSE(},
GlobalUnlock(hMemData); z5UY0>+VdS
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); g?mfpw Zj
//将保留的内容改回来 6]mFw{6qn1
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); `yvH0B -
lpStr=GlobalLock(hMemData); x,+2k6Wn!
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); NCKhrDd&
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; xc&&UKd
*lpLong=Func.lOld; @j{n
V@|
GlobalUnlock(hMemData); i:@n6GW+iw
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); "h84D&V
return 1; G(*7hs
} S+LS!b
HXg#iP^tv
//自己的替代函数 VOa7qnh4:[
#K4lnC2qz
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* >}p'E9J?r
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) 4Gsbcl{
{ B.T|e,g26
BYTE NameDot[96]= +YNN$i
{ i+Fk
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, WS7a]~3'
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, 4b}94e@(N
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, S*D Bzl
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, $.g)%#h:
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, +Y9n@`
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, #6'+e35^ 8
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, ;"1
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, br[n5
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, ~t,-y*=
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 g3h:oQCS
}; ]CnqPLqL
-:P`Rln
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; E979qKl
HDC hMemDC; $YPQi.
BYTE far *lpDot; x392uS$#
int i; jWX^h^n7K
for ( i=0;i<3;i++ ) :8CYTEc
{ Ev)aXP
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; {T=rsPp<@
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); )yyS59s
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); 7k==?,LG3
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); J=OWXL!<a
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); yClbM5,
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); ;'fn{j6C
DeleteDC(hMemDC); @:M?Re`L
DeleteObject(hBitmap); |E7)s;}D
} nWzGb2Y
return TRUE; ~=#jr0IZ
} Qk_Mx"
|Ox!tvyr
//模块定义文件 relocate.def "KhVS
c8=@s#
NAME RELOCATE =I6u*$9<
EXETYPE WINDOWS ywl7bU-f
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE g0&Rl
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE n@e[5f9?x
HEAPSIZE 1024 oKlO cws}
EXPORTS NW*qw q
(r!d4
五、结束语 NU#rv%p
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。