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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 FSO).=#  
XiWmV  ?  
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。 PKz':_|  
(bS&D/N.  
一、发现了什么? }SZd  
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。 3v-~K)hl?  
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): Vurq t_nb  
%cn<ych G  
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v SpBy3wd  
.................................. DEgXQ[  
AbM'3Mkz  
6 type   offset target HoAy_7-5  
BASE   060a seg   2 offset 0000 QJ;2ZN,  
PTR   047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS t uX|\X  
PTR   059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES ueNS='+m  
PTR   0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) yHaGkm  
PTR   0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) u3 D)M%e  
PTR   04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) H5an%kU|j  
PTR   04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) sLk-x\P]|  
PTR   04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) \;Weizq5  
PTR   05f5 imp USER.430   ( LSTRCMP ) x+]"  
PTR   04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) 6A ah9   
PTR   0514 imp USER.431   ( ANSIUPPER ) (9)Q ' 'S  
PTR   0523 imp USER.432   ( ANSILOWER ) ]:n,RO6  
PTR   05aa imp GDI.56     ( CREATEFONT ) ['D]>Ot68  
PTR   056e imp USER.433   ( ISCHARALPHA ) *Pr )%  
PTR   05b9 imp GDI.57     ( CREATEFONTINDIRECT ) i6Gu@( 8Q  
PTR   057d imp USER.434   ( ISCHARALPHANUMERIC ) *4 n)  
PTR   049c imp USER.179   ( GETSYSTEMMETRICS ) >\8+: oS^  
PTR   0550 imp USER.435   ( ISCHARUPPER ) K 8O|?x]  
PTR   055f imp USER.436   ( ISCHARLOWER ) Z_NCD`i;  
PTR   0532 imp USER.437   ( ANSIUPPERBUFF ) =_^X3z0  
PTR   0541 imp USER.438   ( ANSILOWERBUFF ) a+QpM*n7Lq  
PTR   05c8 imp GDI.69     ( DELETEOBJECT ) *^`Vz?g<  
PTR   058c imp GDI.70     ( ENUMFONTS ) pj(,Zd[47  
PTR   04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE LP=)~K<  
PTR   05d7 imp GDI.82     ( GETOBJECT ) t{>q|0  
PTR   048d imp KERNEL.74   ( OPENFILE ) -?a 26o%e  
PTR   0460 imp GDI.91     ( GETTEXTEXTENT ) ]M3yLYK/P  
PTR   05e6 imp GDI.92     ( GETTEXTFACE ) zuCSj~  
PTR   046f imp GDI.350   ( GETCHARWIDTH ) K sCyFp  
PTR   0442 imp GDI.351   ( EXTTEXTOUT ) :!QAC@  
PTR   0604 imp USER.471   ( LSTRCMPI ) L/[K"  
PTR   04f6 imp USER.472   ( ANSINEXT ) 2g<Xtt7+o  
PTR   0505 imp USER.473   ( ANSIPREV ) jEwIn1  
PTR   0424 imp USER.108   ( GETMESSAGE ) !r-F>!~  
PTR   0433 imp USER.109   ( PEEKMESSAGE ) Q2> gU#  
7>RY/O;Z,  
35 relocations rN>R|].  
*zLMpL_  
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) 5r0YA IJ  
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 lhJ'bYI  
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。 30{ gI0jk  
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 ll)Y  
I1J-)R+  
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 *1"+%Z^  
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 =~gvZV-<  
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。 9YGY,s x  
主要的三个模块,有如下的关系: JXx wr)i  
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 Xa&kIq}(g  
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 /wv0i3_e  
·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。 <3 uNl  
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。 '%;m?t% q  
以GDI模块为例,运行结果如下: Dp:BU|r  
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe vQ.R{!",>  
EM_d8o)`B  
Exports: gM]:Ma  
Y-9I3?ar  
rd seg offset name c@Is2 9t*  
............ Q{/Ef[(a@  
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data TqQ[_RKg2  
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data Ort(AfW  
............ p<%d2@lp  
_0I@xQj-  
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。 \U0'P;em  
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。 E{@[k%,_  
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: EX"yxZ~  
6 type offset target ^rz_f{c]-  
L},_.$I?  
.......... :'ptuY  
CN ?gq^  
PTR 0442 imp GDI.351 p4QU9DF  
A}w/OA97RO  
.......... ?A0)L27UE&  
sos5Y}  
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。 z9"U!A4  
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。 .Y|!:t|  
$Kd>:f=A  
三、动态汉化Windows原理 7$#u  
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。 kf9X$d6   
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<lCk  
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。 ig"L\ C"T  
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。 ^?|"L>y  
l"]V6!-U  
四、"陷阱"技术 1Ws9WU  
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。 H*6W q  
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: R-14=|7a-  
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; #;S*V"  
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^P O|Z  
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: "jCu6Rjd  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); _Ey5n!0:  
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 8EY:t zw  
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): .]Z"C&"N]  
*(lpStr+wOffset) =0xEA; kcEeFG;DQ  
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。 1x^GWtRp  
//源程序 relocate.c |uDdHX8T  
8k79&|  
#include <WINDOWS.H> P~dcW  
#include <dos.h> =u;MCQ[  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); z%kULTL  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); !9x}  
typedef struct tagFUNC R-Sym8c  
{ TZ`SZDc7_  
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 6:2vP NF  
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 q(}bfIf  
BYTE   bOld;     //保存原函数第一字节 a{e4it  
LONG   lOld;     //保存原函数接后的四字节长值 \NC3'G:Ii  
}FUNC; nFn5v'g  
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; N g,j#  
//Windows主函数 }7X%'Bg=M  
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) 5 dg(e3T  
{ p[cX O=  
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 adw2x pj  
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 .(vwIb8\_  
WORD   wOffset;   //函数偏移 .V*^|UXbHi  
LPSTR lpStr; EK'!}OGCG  
LPLONG lpLong; 2pAW9R#UV-  
char   lpNotice[96]; _f{{( 7  
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); Xr{v~bf  
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); s`U J1eJ  
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); 28nFRr  
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); SAz   
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 OJxl<Q=z  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); }\LQ3y"[  
lpStr=GlobalLock(hMemData); F!do~Z  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); i9$ Av  
//保存原函数要替换的头几个字节 $8FUfJ1@  
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); snJ129}A  
Func.lOld=*lpLong; 7o4\oRGV  
*(lpStr+wOffset)=0xEA; 3a|\dav%  
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; m kexc~l  
GlobalUnlock(hMemData); oU/5 a>9~  
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); 3o qHGA:}  
//将保留的内容改回来 _G0 x3  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); 54/=G(F   
lpStr=GlobalLock(hMemData); (w{j6).3Dj  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); %3 rP `A  
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; \Cj B1] I  
*lpLong=Func.lOld; 7 d vnupLh  
GlobalUnlock(hMemData); `x|?&Ytmf9  
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); )X!,3Ca{43  
return 1; O@P"MXEG  
} t^L]/$q  
5X+A"X ;C  
//自己的替代函数 16 $B>  
;nGa.= "L  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* o}!PQ#`M  
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) ME dWLFf  
{ UI#h&j5pW  
BYTE NameDot[96]= ww/Uzv  
{ =#\:}@J5I  
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, If.r5z9  
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, Q20 %"&Xp]  
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, he4(hX^  
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00,  )*[3Vq  
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, BzzTGWq\  
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, :Sma`U&  
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, g5yJfRLxp  
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, ]?*wbxU0  
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, 7 3m1  
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 f<H2-(m  
}; yjAL\U7`T  
7L??ae  
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; ]-q;4.  
HDC   hMemDC; #F#%`Rv1  
BYTE far *lpDot; A's{j7  
int   i; g){<y~Mk  
for ( i=0;i<3;i++ ) RZ7@cQY  
{ >/|*DI-HJ  
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; Uv.)?YeGh  
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); nlYNN/@"  
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); OCUr{Nh  
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); kl`W\tF  
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); HhpDR  
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); PdCEUh\>y  
DeleteDC(hMemDC); TN.rrop`#g  
DeleteObject(hBitmap); /\Ef%@  
} 9UkBwS`  
return TRUE; }}[2SH'nH  
} ~V-XEQA  
,'+kBZOv  
//模块定义文件 relocate.def +H.`MZ=  
FtZ?C@1/  
NAME     RELOCATE ;]iRk  
EXETYPE   WINDOWS -%~4W?  
CODE     PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE M{\I8oOg  
DATA     PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE q@&6#B  
HEAPSIZE 1024 R@0R`Zs  
EXPORTS p[-O( 3Y  
Jv i#)  
五、结束语 rZF*q2?  
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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