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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 >?GCH(eW%  
]gDX~]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。 HI{IC!6  
nmUMg  
一、发现了什么? %Su,  
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。 P30|TU+B  
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): xRm~a-rp  
CF/8d6}Vf  
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v z460a[Wl  
.................................. Mtq^6`JJ'  
7SjWofv  
6 type   offset target GqD_6cdh  
BASE   060a seg   2 offset 0000 >+2gAO!  
PTR   047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS OLyl.#J  
PTR   059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES 3ULn ]jA  
PTR   0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) F'^?s= QX  
PTR   0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) 48n7<M;I  
PTR   04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) Vi<F@ji  
PTR   04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) YF<U'EVU-  
PTR   04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) ~3qt<"  
PTR   05f5 imp USER.430   ( LSTRCMP ) sjwD x0(7=  
PTR   04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) |Q*{yvfEo  
PTR   0514 imp USER.431   ( ANSIUPPER ) GaLQ/V2R  
PTR   0523 imp USER.432   ( ANSILOWER ) d2Ox:| <)  
PTR   05aa imp GDI.56     ( CREATEFONT ) b1-'q^M  
PTR   056e imp USER.433   ( ISCHARALPHA ) )H- y  
PTR   05b9 imp GDI.57     ( CREATEFONTINDIRECT ) ?TY/'-M5  
PTR   057d imp USER.434   ( ISCHARALPHANUMERIC ) ?eri6D,86w  
PTR   049c imp USER.179   ( GETSYSTEMMETRICS ) Iz[wrtDI 1  
PTR   0550 imp USER.435   ( ISCHARUPPER ) bSS=<G9  
PTR   055f imp USER.436   ( ISCHARLOWER ) OQh4 MN#$  
PTR   0532 imp USER.437   ( ANSIUPPERBUFF ) 6Wc'5t3  
PTR   0541 imp USER.438   ( ANSILOWERBUFF ) CL<m+dW%*  
PTR   05c8 imp GDI.69     ( DELETEOBJECT ) kr>F=|R]  
PTR   058c imp GDI.70     ( ENUMFONTS ) 31~Rs?~f(  
PTR   04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE 03a<Cd/S  
PTR   05d7 imp GDI.82     ( GETOBJECT ) jQ9i<-zc  
PTR   048d imp KERNEL.74   ( OPENFILE ) KN"<f:u  
PTR   0460 imp GDI.91     ( GETTEXTEXTENT ) )(l=_[1Z5  
PTR   05e6 imp GDI.92     ( GETTEXTFACE ) ~?uch8H  
PTR   046f imp GDI.350   ( GETCHARWIDTH ) &T\,kq >)  
PTR   0442 imp GDI.351   ( EXTTEXTOUT ) 0'~Iv\s  
PTR   0604 imp USER.471   ( LSTRCMPI ) C}(9SASs%  
PTR   04f6 imp USER.472   ( ANSINEXT ) R6-Z]H u  
PTR   0505 imp USER.473   ( ANSIPREV ) _/cL"Wf  
PTR   0424 imp USER.108   ( GETMESSAGE ) {}N=pL8MS  
PTR   0433 imp USER.109   ( PEEKMESSAGE ) T/ TMi&:?.  
_A,mY6 *  
35 relocations D~7L~Q]xI  
p+; La  
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) }<g- 0&GLm  
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 y\c-I!6>26  
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。 <F-W fR  
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。 _p\O!y  
MNd[Xzm  
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 ~oE@y6Q  
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 ?$0t @E  
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。 8 ;o*c6+  
主要的三个模块,有如下的关系: l[M?"<Ot;  
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 Geyj`t  
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 1$1P9x@H  
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 w}r~Wk^dLI  
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 K#4Toc#=V  
以GDI模块为例,运行结果如下: I hPX/P  
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe QT7PCHP  
Rg~F[j$N  
Exports: )_\q)t"=  
vDcYz,  
rd seg offset name (?lKedA>2  
............ zb& 3{,  
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data |7%#z~rT  
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data =w2_1F"  
............ &20}64eW%  
j|2s./!Qg  
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。 )jHH-=JM  
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。 eD?f|bif  
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: &AhkP=Yw  
6 type offset target %rq/&#jC  
q o tWWe#  
.......... $W0O  
8N9X1Mb|  
PTR 0442 imp GDI.351 d .t$VRO  
j/uu&\e  
.......... Pj{Y  
22FHD4  
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。 /L*JHNu"_  
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。 .l +yK-BZ  
BSHtoD@e7  
三、动态汉化Windows原理 p@iU9K\,  
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。 Q+a"Z^Z|  
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? [ %6(1$Ih  
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。 D2MWrX  
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。 $#/f+kble  
jCp`woV  
四、"陷阱"技术 B`wrr8"Rz  
讨论"陷阱"技术,还要回到前面的两个发现。发现之二,已能解释为修改的Windows函数,而发现之一却仍是一个迷。 j6DI$tV~  
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: p^*A&7d:P  
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; 2C"[0*.[N  
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。 v]X*(e  
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: 9N V.<&~  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); VQl(5\6O  
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 <db>~@;X!  
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): y87oW_"h  
*(lpStr+wOffset) =0xEA; 5`p>BJ+n  
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。 ^vha4<'-qG  
//源程序 relocate.c LZ<^b6Dxk  
]oxi~TwY^  
#include <WINDOWS.H> 0Ait7`  
#include <dos.h> M*2 Nq=3  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); *I9O+/,  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); Usq.'y/ o  
typedef struct tagFUNC *=zv:!  
{ jzd)jJ0M  
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 RJOW#e :  
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 z#^;'nnw  
BYTE   bOld;     //保存原函数第一字节 {B[ }}wX$  
LONG   lOld;     //保存原函数接后的四字节长值 2sH1) ,\  
}FUNC; x4-_K%  
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; =Hx]K8N)  
//Windows主函数 P$5K[Y4f  
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) 6|Xe ],u  
{ s"B2Whe  
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 e\r%"~v  
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 FA!!S`{\  
WORD   wOffset;   //函数偏移 ()e|BFL.  
LPSTR lpStr; #Fz/}lO  
LPLONG lpLong; AL;4-(KH  
char   lpNotice[96]; #*X\pjZ  
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); U X%J?;g  
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); D|$Fw5!^k6  
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); xQkvK=~$  
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); a!B"WNb+  
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 CN:z *g  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ;@xlrj+  
lpStr=GlobalLock(hMemData); |dhKeg_  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 9J$-E4G.M  
//保存原函数要替换的头几个字节 SM\qd4  
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); *" +u^  
Func.lOld=*lpLong; %S/?Ci  
*(lpStr+wOffset)=0xEA; 1P?|.W_^1  
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; Z}S7%m  
GlobalUnlock(hMemData); Z):Nd9  
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); iF Zqoz  
//将保留的内容改回来 {r'+icvLX  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); 5i+cjT2  
lpStr=GlobalLock(hMemData); -tfUkGdx;l  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); b_^y Ke^W  
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; +`tk LvM  
*lpLong=Func.lOld; 45rG\$%#  
GlobalUnlock(hMemData); nx{MUN7  
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); 8QMib3p  
return 1; VS@e[,  
} %~L"TK`?  
es<8"CcP  
//自己的替代函数 EB VG@  
0+e  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* 'qJ0338d#U  
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) IKV!0-={!z  
{ j4I ~  
BYTE NameDot[96]= aK/fZ$Qc  
{ N&^zXY  
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, ;8a9S0eS  
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, <~P!yLr  
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, R3%%;`c=  
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, SDB \6[D  
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, Ph8@V}80"Y  
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, <w`EU[y_  
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, $ ^@fV=e  
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, -V-I&sO<  
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, nW}jTBu_K+  
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 zK&1ti@wln  
}; `]^W#6l  
*2pf> UzL  
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; @JGFG+J}  
HDC   hMemDC; )/)[}wN;j  
BYTE far *lpDot; [>t;P ,  
int   i; Vl;zd=  
for ( i=0;i<3;i++ ) I]hjv  
{ %-a;HGbZn  
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; *V4%&&{  
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); r)#W`A1{A  
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); ;dPaWS1D  
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); lX.-qCV"B  
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); h8X[*Wme  
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); .]s? 01Z  
DeleteDC(hMemDC); h3-^RE5\`S  
DeleteObject(hBitmap); RMiDV^.u`  
} }xBDyr63  
return TRUE; dr c-5{M  
} "{\xBX~oM  
qYJ<I'Ux O  
//模块定义文件 relocate.def '&e8;X  
?dbSm3  
NAME     RELOCATE CAC%lp  
EXETYPE   WINDOWS 3&CV!+z  
CODE     PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE /_})7I52  
DATA     PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE :9av]Yv&  
HEAPSIZE 1024 I;-Y2*  
EXPORTS @6|<c  
o$eCd{HuX  
五、结束语 AO>b\,0Me  
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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