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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 qzbpLV|  
a"6AZT"8  
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。 YrRD3P.P  
XoZPz  
一、发现了什么? 40ZHDtIu<  
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。 P_{jZ}y(  
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): M`jqU g  
F!yr};@^p  
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v pA|Z%aL  
.................................. 4x;vn8 yh  
9f/RD?(1O  
6 type   offset target gqCDF H  
BASE   060a seg   2 offset 0000 %DqPRl.Gu  
PTR   047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS n>|7 k3  
PTR   059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES RqnT*  
PTR   0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) Vy6A]U\%  
PTR   0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) wE*jN~  
PTR   04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) ^P| K2at  
PTR   04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) H)u<$y!8  
PTR   04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) Uw:gJ 9  
PTR   05f5 imp USER.430   ( LSTRCMP ) XC NM  
PTR   04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) nS`DI92I  
PTR   0514 imp USER.431   ( ANSIUPPER ) |5(< Vk=  
PTR   0523 imp USER.432   ( ANSILOWER ) Ivdg1X  
PTR   05aa imp GDI.56     ( CREATEFONT ) ?oKY"C8/  
PTR   056e imp USER.433   ( ISCHARALPHA ) V< ]l=JOd  
PTR   05b9 imp GDI.57     ( CREATEFONTINDIRECT ) fsr0E=nV  
PTR   057d imp USER.434   ( ISCHARALPHANUMERIC ) Pn;Tg7oz  
PTR   049c imp USER.179   ( GETSYSTEMMETRICS ) U:[#n5g  
PTR   0550 imp USER.435   ( ISCHARUPPER ) vxmz3ht,Q  
PTR   055f imp USER.436   ( ISCHARLOWER ) }RT#V8oc  
PTR   0532 imp USER.437   ( ANSIUPPERBUFF ) K.{:H4_  
PTR   0541 imp USER.438   ( ANSILOWERBUFF ) {Al}a`da  
PTR   05c8 imp GDI.69     ( DELETEOBJECT ) 5*#!w1X  
PTR   058c imp GDI.70     ( ENUMFONTS ) "N|gU;~W  
PTR   04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE  b}eBy  
PTR   05d7 imp GDI.82     ( GETOBJECT ) 5m e|dvk  
PTR   048d imp KERNEL.74   ( OPENFILE ) H%AF,  
PTR   0460 imp GDI.91     ( GETTEXTEXTENT ) :Jz@`s1n  
PTR   05e6 imp GDI.92     ( GETTEXTFACE ) Ig*qn# Dd  
PTR   046f imp GDI.350   ( GETCHARWIDTH ) H$j`75#u?-  
PTR   0442 imp GDI.351   ( EXTTEXTOUT ) }/{G  
PTR   0604 imp USER.471   ( LSTRCMPI ) P%-@AmO^_  
PTR   04f6 imp USER.472   ( ANSINEXT ) .^Z^L F  
PTR   0505 imp USER.473   ( ANSIPREV ) %#^)hX,+Q  
PTR   0424 imp USER.108   ( GETMESSAGE ) 0i4 X,oHjG  
PTR   0433 imp USER.109   ( PEEKMESSAGE ) b<N962 q$q  
%^r}$mfy:0  
35 relocations ?[|T"bE5[  
aeP 6JHj  
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) h)vRvfcmY  
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 H /kSFf{  
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。 |6mDooTy  
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。 [^U#ic>cT  
3*DwXH+  
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 QnWM<6xK"  
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 b)5z'zQu  
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。 JMnk~8O  
主要的三个模块,有如下的关系: iyRB}[y  
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 @y#QHJ.j  
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 c2,1d`  
·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。 d_0r  
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。 axRzn:f  
以GDI模块为例,运行结果如下: |] <eJ|\=  
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe 8, >YB+Hb  
]lKQ wpX3  
Exports: 7d7"^M  
e2SU)Tr%b  
rd seg offset name o9l =Q  
............ q66+x)  
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data OYWW<N+R2  
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data '}`|QJ  
............ !_EaF`oh(  
Y[A`r0  
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。 HlkG^:)  
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。 31w9$H N  
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: J| orvnkK  
6 type offset target UeG$lMV  
3lyk/',  
..........  M>mk=-l  
P(_wT:8C?  
PTR 0442 imp GDI.351 zS@"ITy  
*3yeMxa  
.......... `Z3Qx~f x  
I[~EQ {Iz  
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。 AnbY<&OC1  
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。 He)<S?X-6  
Ek [V A\G  
三、动态汉化Windows原理 <&7KcvBn"4  
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。 ;CU<\  
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? @quNVx(y  
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。 \haJe~  
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。 nt,tM/  
hcw)qB,s  
四、"陷阱"技术 ~RQ6DG^  
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。 c2}?[\U]  
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: &^ sgR$m  
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; `?P k~7  
果然,在自己程序的数据段中也有了重定位信息。这样,当程序调入内存时,变量FarPro cFunc已是函数ExtTextOut的地址了。 Lm kv .XF  
要直接修改代码段的内容,还遇到一个难题,就是代码段是不可改写的。这时,需要用到一个未公开的Windows函数AllocCStoDSAlias,取得与代码段有相同基址的可写数据段别名, 其函数声明为: Ni$WI{e9  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); m6a q_u{W  
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 1cE3uA7  
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): |kvom 4T  
*(lpStr+wOffset) =0xEA; Y[AL!h  
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。 m6BIQ(l  
//源程序 relocate.c ~q]+\qty4  
]Dm'J%P0}  
#include <WINDOWS.H> r\y~ :  
#include <dos.h> vUGEzCM  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); *P_ 3A:_  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); $_-f}E  
typedef struct tagFUNC kji*7a?y  
{ AL/q6PWi  
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 .6%-Il  
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 @[0zZX2EE  
BYTE   bOld;     //保存原函数第一字节 Zx(VwB2   
LONG   lOld;     //保存原函数接后的四字节长值 g{@q  
}FUNC; uBLI!N-G  
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; 4P@Ak7iL(V  
//Windows主函数 -LL49P6  
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) ,K Ebnk|i  
{ ]KfjZ!Qh  
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 'AN3{  
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 ^)&d7cSc  
WORD   wOffset;   //函数偏移 `7qZ6Z3z@  
LPSTR lpStr; n?*Fr sZ  
LPLONG lpLong; WJ$D]7  
char   lpNotice[96]; YC#N],#  
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); nwh7DU i  
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows );  Hu|;cbK  
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); $:V'+s4o  
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); Bk&ry)`gD  
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 q/,>UtRr  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); Jrd:6Z  
lpStr=GlobalLock(hMemData); [psW+3{bG  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); H: Rd4dl,  
//保存原函数要替换的头几个字节 )Xxu-/-  
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); P.WEu<$  
Func.lOld=*lpLong; lz.ta!6  
*(lpStr+wOffset)=0xEA; tgy*!B6a~  
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; X>^St&B}fC  
GlobalUnlock(hMemData); ( /{Wu:e  
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); E7-il;`cKn  
//将保留的内容改回来 A{mv[x-XN  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); v'(p."g  
lpStr=GlobalLock(hMemData); 6m_ fEkS[  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); wP.b2X_V  
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; 2Z 4Ekq0@  
*lpLong=Func.lOld; BwwOaO@L  
GlobalUnlock(hMemData); ~;nh|v/e  
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); /?<o?IR~6  
return 1; $8gj}0}eH  
} 4{JoeIRyz  
Q[EpE,  
//自己的替代函数 >ENZ['F  
5 s3!{zT{  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* - Te+{  
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) @&(0]kZ6  
{ bK:mt`  
BYTE NameDot[96]= Y=+pz^/"  
{ Z _W.iBF  
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, U^iNOMs?  
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, 7 lc -  
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, JgQ,,p_V?  
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, qyzmjV6J2  
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, Fd!Np7xw  
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, o ?z A'5q  
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, 8D3|}z?  
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, .} al s  
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, ~>v v9-_  
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 w1tWyKq  
}; v4c*6(m  
F uYjrzmx  
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; KQGdV{VFs  
HDC   hMemDC; aQzDOeTi  
BYTE far *lpDot; jpijnz{M  
int   i; 3%gn:.9N  
for ( i=0;i<3;i++ ) aX CVC<l  
{ >@?!-Fy5  
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; F/33# U  
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); WbF[4 x  
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); BMaw]D  
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); IZ?+c@t  
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); _{$eOwB  
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); 44@yQ?  
DeleteDC(hMemDC); YU >NGC]}d  
DeleteObject(hBitmap); q|N,?f9  
} p1}umDb%  
return TRUE; FFC"rG  
} );*:Uz sC_  
4Wsp PHj  
//模块定义文件 relocate.def 2h=QJgpCG  
_#;UXAi  
NAME     RELOCATE Qdt4h$~V"  
EXETYPE   WINDOWS z[vHMJ 0  
CODE     PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE o/dj1a~U  
DATA     PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE C[X2]zr  
HEAPSIZE 1024 Xg <R+o  
EXPORTS Mg pjC`  
g/3t@7*<  
五、结束语  (zIWJJw  
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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