"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 %jK-}0Tu
9 T4x1{mO
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。 MEQ:[;1
XQu~/{A=
一、发现了什么? fL8+J]6A6
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*rBT,'
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): pNo<:p
{@u;F2?
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v {iqH 27\E
.................................. V=}b>Jo2j
9tVA.:FOZ
6 type offset target 9IKFrCO9,
BASE 060a seg 2 offset 0000 VN[h0+n4Th
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS /!kKL$j
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES ;wfzlUBC
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) Nt^R~#8hF>
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) r[zxb0YA
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) &WIiw$@
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) GQTMQXn(
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) J(0.eD91v
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) h$p]#]uMb
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) Nw}y_Qf{
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) !aD/I%X
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) ?L$
Dk5-W
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) M`ETH8Su=
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) nBGFa
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) SLL%XF~/Sb
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) J'O</o@e
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) AlNiqnZ
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) }!\ZJo a
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) 8YAUy\
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) 0+0+%#?
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) m<wng2`NTv
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) hbhh
m
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) q"5iza__H
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE |~bl%g8xP
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) E ?(
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) 5Cd>p<
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) KDW%*%!
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) tm~V+t!mj
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) DD\:glo
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) ,
e{kC
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) ]l>)Di#*o
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) 8/f,B:by
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) r>S?,qr
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) KvC`6
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) A('=P}I^
?yF)tF+<
35 relocations wAxXK94#3
|b{XnD_g
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) Au$|@
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 Ql>DS~a
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。 &}S#6|[i
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。 {Q[{H'Oa
^WP`;e
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 zg&<HJO
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 o~,dkV
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。 sB
]~=vUP
主要的三个模块,有如下的关系: kC"<4U
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 Uu{I4ls6B
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 zCT Wi
·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。 imAsE;:
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。 Z VuHO7'
以GDI模块为例,运行结果如下: [K;J#0V+&L
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe <Brq7:n|
@gQ{*dN
Exports: aEVBU
|jV>
rd seg offset name M"2Tuwz
............ ~k?7XF I
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data L,| 60*
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data 5bX
SN$7|
............ c4oQ4
NH$a :>
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。 SsfnBCVR
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。 tK6z#)
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: d6-a\]gF
6 type offset target k'X
v*U
Zf |%t
.......... kt.z,<w5O
s_-G`xT>{
PTR 0442 imp GDI.351 $*^Ms>Pa_
R+FBCVU&TJ
.......... V&<vRIsN
^$SI5WK&)
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。 3'6%P_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。 &Vfdq6Y]
4[|^78
三、动态汉化Windows原理 ~U#afGH$
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。 AzVON#rj
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? k DS
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。 >S3iP?V7
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。 9S@PY_ms
[op!:K0
四、"陷阱"技术 eKNZ?!c=
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。 :}0y[qc3
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: jKZJ0`06q
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; NARW3\
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。 y|U3
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: Tw"u{%t
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); 9nlfb~F~P
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 * F%Wf
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): EV|
6._Z(D
*(lpStr+wOffset) =0xEA; cdfJa
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。 wl #Bv,xf
//源程序 relocate.c 5G cdz
e5_a.c
#include <WINDOWS.H> wq!Gj]B
#include <dos.h> ?9nuL}m!a
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); %Kx:'m%U
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); {^2``NYM_
typedef struct tagFUNC vO!p8r
F
{ x?Doe`/6?
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 E&P'@'Yk
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 3JM0 m (
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 Tz3 L#0:j
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 9 o6ig>C
}FUNC; "2q}G16K
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut};
fy" q
//Windows主函数 6/Y3#d
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) TJ8IYo|
D
{ @9g$+_"ZT
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 St9W{
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 Y%y=
WORD wOffset; //函数偏移 =#dW^?p
LPSTR lpStr; oBiJiPE=`
LPLONG lpLong; o<bZ. t
char lpNotice[96]; `"zXf -qeE
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); GZ,`?
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); m(SGE,("w
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); ol7%$:S
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); ?U.+SQ
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 G#-t&gO3
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); }Tf~)x
lpStr=GlobalLock(hMemData); 0>Iy`>]
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); G vMhgG=D
//保存原函数要替换的头几个字节 t?f2*N:
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); +X(@o
Func.lOld=*lpLong; o^FlQy\
*(lpStr+wOffset)=0xEA; :UM>`Y
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; d\dh"/_$
GlobalUnlock(hMemData); ] W39HL
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); $q,2VH :Ip
//将保留的内容改回来 -qaJ@T+J+7
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ^N#B(F
lpStr=GlobalLock(hMemData); \=PnC}7I
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); Ws ya:9|
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; {Qbg'|HO=l
*lpLong=Func.lOld; 7{>mm$^|V
GlobalUnlock(hMemData); <5(P4cm9
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); _0dm?=
return 1; _|reo6
} VWf&F`^B(
9`
//自己的替代函数 NQ~keN
5e=9~].7
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* S?ELFq(g
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) 3y?I^ .B
{ /W\@/b,
BYTE NameDot[96]= cB#5LXbCE
{ *P2_l
Q=
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, y(/"DUx
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, Kab"r_'
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, Pj(DlC7G,
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, ChzKwYDY
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, C$?gt-tJ'
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, L!G]i;=:
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, `&y Qtj#
'
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, 3NU{7,F
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, z6
T3vw
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 mU@pRjq=
}; UW%zR5q
e>z
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; B!{vSBq
HDC hMemDC; Z./$}tVUG
BYTE far *lpDot; %;ST7
int i; MYNNeO
for ( i=0;i<3;i++ ) VwJ A
{ [`pp[J-~7
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; sZ,xbfZby
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); 8Ld{Xg
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); SQ&nQzL
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); <&JK5$l<X
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); &%eWCe++
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); @GTkS!86
DeleteDC(hMemDC); +I~`Ob
DeleteObject(hBitmap); Lv;% z
} b)ytm=7ha
return TRUE; Y$JGpeq8w
} 4z6i{n-k
_v=S4A#tF
//模块定义文件 relocate.def xAJ
N(8?
9~3;upWu!
NAME RELOCATE v *'anw&Z
EXETYPE WINDOWS 4-j3&(
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE AzFd#P
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE 8(d Hn
HEAPSIZE 1024 0QJ
:
EXPORTS 7\(mn$
:c75*h`
五、结束语 rdj_3Utv
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。