"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 L]I ;{Y
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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。 ovJwor
``KimeA~
一、发现了什么? 3p`*'j 2R
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。 ~ /s(.oji
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): ^x(BZolkm
w:%3]2c
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v }tue`">h
.................................. :MPWf4K2s
?EQ]f34
6 type offset target 7(c7-
BASE 060a seg 2 offset 0000 6S7 =+>
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS 7 -yf
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES ZP75zeH
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) 5%M 'ewu
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) Q${0(#Nu
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM )
'Vq_/g!?1
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) Ca}T)]//
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) ?IgM=@
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) 6$]@}O^V
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) K. [2uhB)
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) Xm,w.|dx
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) &`"Q*N2{
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) ^y:!=nX^
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) I-oY@l`
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) &,E^y,r
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) b.HfxYt(
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) 8+'9K%'@qX
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) ('k;Ikut
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) O6JH )Ka"S
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) :f<:>"<
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) &ru2&Sz
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) lS<T|:gz@
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) AA$+ayzx9{
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE anLSD/'4W
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) e(nT2E
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) x?T.ItW:K
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) Si=zxy T
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) qy@v,a
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) M.B0)
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) l0AVyA4RFV
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) 8K(3{\J[V
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) Y:UDte[Lb
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) O#[+=
^
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) "eKNk
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) 7nr+X Os
D}4*Il?
35 relocations |ci1P[y
HCj/x<*F
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) G.Z4h/1<
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 7-Bttv{
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。 j;%RV)e
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。 x@^Kd*fo
TNgf96)
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二、Windows的模块调用机制与重定位概念 gZkjh{rQ
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 ynkPI6o
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。 }M_Yn0(3
主要的三个模块,有如下的关系: yx v]G6
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 "^?|=sQ
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 6k14xPj
·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。 P!uwhha/g
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。 P|M#S9^]
以GDI模块为例,运行结果如下: "`A@_;At`
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe [+7 Nu
M? 7CBqZ
Exports: 1E3'H7k\t
snU
$Na3
rd seg offset name y9<]F6TT
............ Fh)`A5#
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data ?r< F/$/
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data fg[]>:ZT.
............ <\0+*`">g
"XvM1G&s`
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。 |n9q4*dN
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。 h5@v:4Jjo~
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: t?bc$,S"\(
6 type offset target bBwMx{iNNz
~lg1S
.......... AfQ?jKk&{'
3RYg-$NK[
PTR 0442 imp GDI.351 JQ9JWu%a
IvJ;9d
.......... i,k.#Vx[m
/K+GM8rtE
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。 i^Ba?r;*
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。 q ERdQ~M,
{u7%Z}<0
三、动态汉化Windows原理 Mv\odf\]
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。 g7>p,
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? ;{@jj0h;
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。 Os1o!w:m5
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。 <W$Ig@4[.d
ry99R|/d1
四、"陷阱"技术 P.8CFlX
讨论"陷阱"技术,还要回到前面的两个发现。发现之二,已能解释为修改的Windows函数,而发现之一却仍是一个迷。 a?^xEye
数据段存放的是变量及常量等内容,如果这里面包含有重定位信息,那么,必定要在变量说明中将函数指针赋给一个FARPROC类型的变量,于是,在变量说明中写下: IiX`l6L~W
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; DM*GvBdR
果然,在自己程序的数据段中也有了重定位信息。这样,当程序调入内存时,变量FarPro cFunc已是函数ExtTextOut的地址了。 h ~\bJ*Zp
要直接修改代码段的内容,还遇到一个难题,就是代码段是不可改写的。这时,需要用到一个未公开的Windows函数AllocCStoDSAlias,取得与代码段有相同基址的可写数据段别名, 其函数声明为: | dLA D4%
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); >9?BJv2
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 u<}PcI.
Windows中函数地址是32位,高字节是其模块的内存句柄,低字节是函数在模块内的偏移。将得到的可写数据段别名句柄锁定,再将函数偏移处的5个字节保留下来,然后将其改为转向替代函数(用 EA Jmp): _dg2i|yP<
*(lpStr+wOffset) =0xEA; S`N_},
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 RU r0K#]
//源程序 relocate.c PP+-D~r`}
0u,OW
#include <WINDOWS.H> 1m$< %t.>
#include <dos.h> EUVB>%P
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); O(P
,!
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); ss8de9T"'
typedef struct tagFUNC qa|"kRCO
{ _b ~XBn
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 ]yR0"<W^xO
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 ;JNI$DR
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 oM ')NIW@
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 NZj_7j|o9
}FUNC; ?AL;m.X-@
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; p-KMELB
//Windows主函数 Dg:2*m_!j{
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) QH?}uX'x)G
{ !i"Z
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 hqPpRSv'
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 tks3xS
WORD wOffset; //函数偏移 &s]wf
LPSTR lpStr; !'ylh8}
LPLONG lpLong; |l*#pN&L
char lpNotice[96]; ."8bW^:
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); ig] hY/uT
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); O@n1E'S/
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); ;PBybRW
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); &n5Lc`
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 "q-,140_
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); :tc]@0+
lpStr=GlobalLock(hMemData); 9PpPAF
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 9/La_:K
//保存原函数要替换的头几个字节 >x$eKN
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); :RYh@.
Func.lOld=*lpLong; ]w)*8
w.)
*(lpStr+wOffset)=0xEA; ;k<n}shD
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; >9h@Dj[|!
GlobalUnlock(hMemData); |VY+!
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); Z(' iZ'55F
//将保留的内容改回来 dc ]+1
A
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); >:2B r(S
lpStr=GlobalLock(hMemData); R0 g-
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); <