"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 3(=QY)
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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。 {i/7Nx
!'8jy_<9
一、发现了什么? \>c1Z5H>
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。 0 1:(QJ
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): -[xbGSj{
KqFiS9 N5
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v +"JQ5~7
.................................. GLa_[9 "
(n4Uc308
6 type offset target $c7Utms
BASE 060a seg 2 offset 0000 K8/I+#j
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS ]vZ}4Xno
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES pzcof#2
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) XrN]}S$N
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) x)-n[Fu
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) e/F+Tf
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) 6yhRcvJ}
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) \bv JZ_
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) # &Z1d(!
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) XseP[
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) zN7Ou .
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) apv"s+
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) i
z
dJ,8
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) XA-,
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) AqjEz+TVt
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) [<IJ{yfx
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) 0{sYD*gK]
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) d?>pcT)G_
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) [_zoJ
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) e4Xo(EY &
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) G|)fZQ1nS
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) f^ 6da6Z
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) }!@X(S!do
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE i2n66d
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) LGPg\g`
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) Qd"u$~ qC
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) 77~l~EX
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) +3k#M[Bn}
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) Y\{&chuF
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) }R)A%FKi@
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) 1zc-$B`t
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) 9Q:}VpT~nG
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) l&6+ykQ
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) $jL+15^N0+
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) 7.7Z|lJ
eLyaTOZadu
35 relocations %y R~dt'
Nj;G%KAP
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) q%c"`u/v/
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 WkK.ON^
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 c4xXsUBQk
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 mY/x|)MmM
Ub<^;Du5
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 ,v>|Ub,
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 )}5f'TK
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 C_
(s
主要的三个模块,有如下的关系: 7g&<ZZo
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 =Ye I,KbA)
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 jGKas I`
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 S9@)4|3C|p
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 1[H1l;
以GDI模块为例,运行结果如下: -H
AUKY@;5
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe .GNl31f0
+*P;Vb6 D
Exports: 3hbUus
`=rDB7!$yL
rd seg offset name ] !:0^|
............ O7GJg;>?
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data Y#aHGZ$i
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data 0FEn& \2<
............ _4MT,kN
LwS>jNJx
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。 +q@g
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。 {\zB'SNq
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: 8f{;oO
6 type offset target Aq"<#:
0I
\l_St@
.......... 3rQ;}<*M
pxi/ ]6pw
PTR 0442 imp GDI.351 6I,4 6 XZ-
QR]61v:`
.......... $Hbd:1%i
{
b<?A
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 TBp$S=_**
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。 0R[onPU_vZ
H@!kgaNF
三、动态汉化Windows原理 J|GEt@o3
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。 p:9^46N@
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? NY!"?Zko
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。 FW7@7cVoF
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。 >Lrud{
"=ogO/_Q"
四、"陷阱"技术 CH3bpZv
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。 _/
Uer}
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: H`028^CH$
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; L:3
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。 It8m]FN
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: "T,^>xD
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel);
ra*(.<&
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 Msea kF
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): y+.E}
*(lpStr+wOffset) =0xEA; V]I+>Zn| 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。 BPkqC >w
//源程序 relocate.c 7y2-8eL
5EqC.g.
#include <WINDOWS.H> b`Agb<x"
#include <dos.h> 1}"PLq(
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); rxVJB3P9
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); :VEy\ R>W
typedef struct tagFUNC >UUT9:,plA
{ y~AF|Dk=
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 #(KE9h%
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 ",&c"r4c
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 }qhNz0*
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 v%6mH6V
}FUNC; 37M?m$BL
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; o/Cu^[an
//Windows主函数 {F~:86z(g
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) L% cr `<~
{ _g#v*7o2@
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 Rw9 *!<Izt
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 lh?TEQ
WORD wOffset; //函数偏移 l~v
BA$,
LPSTR lpStr; U;Ne"Jh
LPLONG lpLong; 9:l@8^_o
char lpNotice[96]; ==z,vxr
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); `mfN3Q*[c
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); yj+HU5L4
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); 0,x<@.pW
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); vid(^2+
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 |GQFNrNx
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); Xw2tCRzD
lpStr=GlobalLock(hMemData); `vijd(a?v
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); %bs~%6)
//保存原函数要替换的头几个字节 o/U"'FP
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); h5.>};"@'
Func.lOld=*lpLong; <&$:$_ah
*(lpStr+wOffset)=0xEA; V u`O%[Q/
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; -'9sn/
GlobalUnlock(hMemData); u0vq`5L
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); ]_ON\v1
//将保留的内容改回来 6*:mc
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); iq!u}# x_
lpStr=GlobalLock(hMemData); R3dCw:\O+Z
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); HP
/@ _qk
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; uk(|c-_]~c
*lpLong=Func.lOld; dgIEc]#pH
GlobalUnlock(hMemData); 'Wn2+pd
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); 4X5Tyv(Dp
return 1; *&\fBi]
} _Zq2 <:
q-;z!iq|!
//自己的替代函数 *:*Kdt`'G
{'QA0K
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* hu
G]kv3F:
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) *UJ&9rQ
{ PJCRvs|X
BYTE NameDot[96]= D\Nhq Vw
{ Ba9le|c5
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, m R3km1T
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, j;|rI`67~
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, Q0}Sju+HX
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, &mM[q'V
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, BpGK`0H
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, k3/V$*i,1b
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, ]y3'6!
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, {M5[gr%
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, 5DHFxym'
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 B@Ae2_;
}; L0Fhjbc
Z5vpo$l
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; } h.]sF
HDC hMemDC; 5jpb`Axj#
BYTE far *lpDot; UY_'F5X
int i; <Q4yN!6
for ( i=0;i<3;i++ ) R9/(z\'}
{ 8?L7h\)-
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; c&+p{hH+
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); \s.c.c*eh;
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); bGl5=`
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); gUoL8~
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); )<D(Mb2p|
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); J&xH"U
DeleteDC(hMemDC); !;YmLJk;hN
DeleteObject(hBitmap); CywQ
} %CxrXU
return TRUE; fR=B/`
} `XwFH#_
e7j30Iy
//模块定义文件 relocate.def .{-&3++WZ
=]pcC
NAME RELOCATE *g}(qjl<
EXETYPE WINDOWS ^cE|o&Rm;
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE g|W|>`>
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE $)5F3a|
HEAPSIZE 1024 A
'Q
nL
EXPORTS #1:&uC1vj
J~0_
五、结束语 yW&|ZJF?
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。