"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 r>PKl'IbE
~Ga{=OM??
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。 N pQOLX/<?
8]O#L}"
一、发现了什么? !L3|5:j
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。
bk i: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): !YlEXaS
x") Bmw$
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v /OMgj7olD
.................................. aD6!x3c/
A{T>Aac
6 type offset target E8<,j})*
BASE 060a seg 2 offset 0000 Qv;b$by3
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS Bsd~_y}8
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES %.Kr`#lCr
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) 3/(eK%d4Xb
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) &_j<!3*
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) |?MD>Pez
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) \yLFV9P}EL
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) ]gF=I5jn]
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) D5].^*AbZ
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) ~XvMiWuo
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) "-AFWWKtx
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) 1|>bG#|
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) f9IqcCSW
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) v|(N
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) osLEH?iKW
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) qF`]}7"^
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) i~M-V=Zg
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) <'A-9y]-v
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) +Mn(s36f2
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) D`.\c#;cN
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) qw)Ou]L=
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) $"}*#<Z
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) IF<T{/MA
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE |%3>i"Y@AK
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) 4$ah~E>,t
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) LfCgvq6/pO
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) &g0r#K
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) R mo'3
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) 4<5*HpW
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) %rEP.T\i
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) 9VIAOky-
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) 2Qc_TgWF
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) 3RcnoXX_
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) Wg8*;dvtM
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) %N\8!aXnf
) :Px`] 5
35 relocations f'qM?GlET
lR`.V0xA
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) /7Q9(}
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 _6YfPk+
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。 CwyE8v
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。 j<9^BNl
* <?KOM
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 /;u=#qu(E-
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 ')2LP;(
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。 q%)."10}]
主要的三个模块,有如下的关系: ltkA7dUbu
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 1$:O9{F
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 mQ<Vwx0
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 i~5'bSqc
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 XXD4T9Wy
以GDI模块为例,运行结果如下: qzSm]l?z
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe bhfKhXh8
\`-xxhb?e
Exports: ;rnhv:Iw
YhN:t?
rd seg offset name a'*~E?b
............ whGtVx|zR
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data SK*<H~2
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data P$@:T[}v
............ ldRq:M5z
9c5DEq
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。 Fa{[kJ8z
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。 _BCq9/
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: y"K[#&,0
6 type offset target yD0DPtti
'mF&`BN}b
.......... *w6F0>u
o+- 0`!yj
PTR 0442 imp GDI.351 |f$gQI!XW
]9wTAb
.......... (I{+%
|F qujZz
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。 KsqS{VVCh
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。 |ss4pN0X
k[*> nE
三、动态汉化Windows原理 9w1`_r[J
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。 kp6 &e
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? i|S/g.r
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。 $2Bll 5!]
用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函数在GDI的第一代码段6139H偏移处(不同版本的Windows其所在代码段和偏移可能不一样)。然后,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +开发工具中的一个)检查GDI的Code1段,6139H处前5个字节是 B8 FF 05 45 55,经过运行Ri chWin 4.3 for Internet后,再查看同样的地方,已改为 EA 08 08 8F 3D。其实反汇编就知道,这5个字节就是 Jmp 3D8F:0808,而句柄为0x3D8F的模块,用HelpWalk能观察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一代码段( 模块名为TEXTMAN)。而偏移0808H处 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一个函数起始的地方,这实际上就是RichWin所重改写的ExtTextOut函数。退出Ri chWin后,再用HelpWalk观察GDI的Code1代码段,一切又恢复正常!这与前面的分析结论完全吻合!那么,下一个关键点就是如何动态修改Windows的函数代码,也就是汉化Windows的核心——"陷阱"技术。 "od2i\
=t|,6Vp
四、"陷阱"技术 bY~V?yNgKM
讨论"陷阱"技术,还要回到前面的两个发现。发现之二,已能解释为修改的Windows函数,而发现之一却仍是一个迷。 Iy5)SZ'
数据段存放的是变量及常量等内容,如果这里面包含有重定位信息,那么,必定要在变量说明中将函数指针赋给一个FARPROC类型的变量,于是,在变量说明中写下: \"Qa)1|
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; uOh
果然,在自己程序的数据段中也有了重定位信息。这样,当程序调入内存时,变量FarPro cFunc已是函数ExtTextOut的地址了。 LF+E5{=:R
要直接修改代码段的内容,还遇到一个难题,就是代码段是不可改写的。这时,需要用到一个未公开的Windows函数AllocCStoDSAlias,取得与代码段有相同基址的可写数据段别名, 其函数声明为: a?X@ D<.;
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); 1DH P5q
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 o}52Qio
Windows中函数地址是32位,高字节是其模块的内存句柄,低字节是函数在模块内的偏移。将得到的可写数据段别名句柄锁定,再将函数偏移处的5个字节保留下来,然后将其改为转向替代函数(用 EA Jmp): c68,,rJO]i
*(lpStr+wOffset) =0xEA; i\#?M "
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 X3~@U7DU
//源程序 relocate.c Oz<#s{Z
"DX2Mu=
#include <WINDOWS.H> /38XaKc{6
#include <dos.h> y3P4]sq
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); P\@efq@!
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); `<hMrhfh
typedef struct tagFUNC {GGP8
{ AyOy&]g
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 _Y)Wi[
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 =t.T9'{
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 Xs~IoU
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 }yd!UU
}FUNC; 1`~.!yd8(
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; J M;WCV%NM
//Windows主函数 F^?DnZs
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) E7I$GD
{ m+x$LkP
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 [&lH[:Y#
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 o;OEb
WORD wOffset; //函数偏移 p]7IoO
-@
LPSTR lpStr; |!CAxE0d$B
LPLONG lpLong; ,Z8)DC=
char lpNotice[96]; \]3[Xw-$
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); LYyud
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); &fE2zTz
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); EQ>@K-R
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); +.-mqtM
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 CbOCL~ "
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); xX.{(er
lpStr=GlobalLock(hMemData); s'BlFB n
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ,hp8b$
//保存原函数要替换的头几个字节 K.b:ae^k
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); j?\z5i""f
Func.lOld=*lpLong; hzA+,
*(lpStr+wOffset)=0xEA; <driD'=F
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; E9'
2_e
GlobalUnlock(hMemData); z00,Vr^m
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); {=;<1PykLb
//将保留的内容改回来 4v9d&
m!<
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); Y<_;8%S
lpStr=GlobalLock(hMemData); zu
7Fq]zD
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); k[y^7,r
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; !&5*H06
*lpLong=Func.lOld; xrv0%
GlobalUnlock(hMemData); cNye@}$lu
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); 1-|aeJ
return 1; /0XmU@B
} wR"17z7[]
|<MSV KW
//自己的替代函数 dZ4c!3'F
Q 87'zf
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* T9Fe!yVA
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) ?}(B8^
{ N@^:IfJ+=
BYTE NameDot[96]= ,E"n 7*6mr
{ Tl1H2s=G-
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, 'LR|DS[Ne
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, F
1l8jB\
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, W>'(MB$3
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, ZX'3qW^D
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, `^|l+TJG
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, JoD@e[(
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, [$#G|> x
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, u-QHV1H`(
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, 6MLjU1
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 (k_9<Yb3
}; kM(m$Oo.
)4>7X)j>
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; ARG8\qU
HDC hMemDC; S 8)!70
BYTE far *lpDot; ,hm&]
int i; A r<!F/
for ( i=0;i<3;i++ ) ex66GJQe1
{ xqQK-?k
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; $)d34JM
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); Mh{>#Gs
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); Eqh*"hE7
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); T wzpq1
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); <,X=M6$0n
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); +=sw&DH
DeleteDC(hMemDC);
[X*u`J
DeleteObject(hBitmap); 7m}fVLk
} }'K-1:
return TRUE; /Pg)@*~
} qd<I;*WV
`Jh<8~1
//模块定义文件 relocate.def _(I)C`8m
L~RFI&b
NAME RELOCATE c0;rvw7
EXETYPE WINDOWS ^F&j;8U
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE e0j4t-lL
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE v8n^~=SH
HEAPSIZE 1024 amQTPNI
EXPORTS n~ 0MhE0H
=ADOf_n}
五、结束语 Ejnk\ 8:
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。