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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 9$z|kwU  
G' ~Z'  
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。 AAr[xo iYp  
$EB&]t+  
一、发现了什么? k(oHmw  
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。 !c+Nf2I7S  
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): Z. ))=w6G  
VV*Z5U@b  
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v }jQxwi)  
.................................. "i\rhX  
93-UA.+g  
6 type   offset target U9[ &ci  
BASE   060a seg   2 offset 0000 k|$08EK $  
PTR   047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS >Q$, } `U;  
PTR   059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES 4E`y*Hmzy+  
PTR   0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) 3Ms ` ajJ  
PTR   0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) +ou ]|  
PTR   04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) @{_L38. Nw  
PTR   04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) zoV4Gl  
PTR   04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) P,x'1 `k~  
PTR   05f5 imp USER.430   ( LSTRCMP ) TX96 ^EoH  
PTR   04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) Zxm Mw  
PTR   0514 imp USER.431   ( ANSIUPPER ) Zz<k^  
PTR   0523 imp USER.432   ( ANSILOWER ) Fq6sl}b(On  
PTR   05aa imp GDI.56     ( CREATEFONT ) Tl^9!>\Q  
PTR   056e imp USER.433   ( ISCHARALPHA ) @O/Jy2>3H  
PTR   05b9 imp GDI.57     ( CREATEFONTINDIRECT ) 5U&b")3IT!  
PTR   057d imp USER.434   ( ISCHARALPHANUMERIC ) oh k.;  
PTR   049c imp USER.179   ( GETSYSTEMMETRICS ) !1tHg Z2\  
PTR   0550 imp USER.435   ( ISCHARUPPER ) }7>r,  
PTR   055f imp USER.436   ( ISCHARLOWER ) fb7Gy  
PTR   0532 imp USER.437   ( ANSIUPPERBUFF ) 0UEEvD5  
PTR   0541 imp USER.438   ( ANSILOWERBUFF ) v)*/E'Cr*  
PTR   05c8 imp GDI.69     ( DELETEOBJECT ) lLO|,  
PTR   058c imp GDI.70     ( ENUMFONTS ) J6eF7 fa  
PTR   04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE 8\?7k  
PTR   05d7 imp GDI.82     ( GETOBJECT ) z+K-aj w  
PTR   048d imp KERNEL.74   ( OPENFILE ) iNX%Zk[  
PTR   0460 imp GDI.91     ( GETTEXTEXTENT ) h01 HX  
PTR   05e6 imp GDI.92     ( GETTEXTFACE ) Fb&Xy{kt1  
PTR   046f imp GDI.350   ( GETCHARWIDTH ) c/Fy1Lv\  
PTR   0442 imp GDI.351   ( EXTTEXTOUT ) l,n0=Ew  
PTR   0604 imp USER.471   ( LSTRCMPI ) jP?YV  
PTR   04f6 imp USER.472   ( ANSINEXT ) T5; zgr  
PTR   0505 imp USER.473   ( ANSIPREV ) )~ {T  
PTR   0424 imp USER.108   ( GETMESSAGE ) QxRT%;'Zh]  
PTR   0433 imp USER.109   ( PEEKMESSAGE ) \Kp!G1?_AY  
lWr{v\L'  
35 relocations $TON`+lB  
[Bn C_^[W  
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) UQ;ymTqdc  
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 ,m| :U  
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 .E'Tfa  
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 CdCo+U5z{  
B{UL(6\B  
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 sb Wn1 T U  
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 9`P<|(  
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 Gkz\By  
主要的三个模块,有如下的关系: >h^CC*&'pw  
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 :+%"kgJNL  
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 4K_rL{s0U  
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 'Vwsbm tY  
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 Zj@k3y  
以GDI模块为例,运行结果如下: Arg604V3  
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe ~)\9f 1O{^  
A"(XrL-pV  
Exports: 9yU(ei:GUo  
:6k8\{^9"D  
rd seg offset name RRW/.y  
............ u@j]U|FpY  
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data )HHG3cvU  
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data fqoI(/RWP  
............ S VCTiG8t  
&cnciEw1  
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 toD v~v  
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 +Bg$]~ T  
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: Lnin;0~{  
6 type offset target T r|B:)X  
~HWH2g  
.......... q]%eLfC(  
h<)YZ[;x  
PTR 0442 imp GDI.351 PtH>I,/  
f{ ;L"*L  
.......... b-Q*!U t  
7jss3^.wA  
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。 Rra3)i`*  
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。 %49P<vo`?  
c/:d$o-  
三、动态汉化Windows原理 F1m 1%  
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。 $A GW8"  
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? n}KF) W=  
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。 J7Z`wjX1  
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。 L5(7;  
RO>3U2  
四、"陷阱"技术 ) qD Ch  
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。 7ojU]ly  
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: IUB#Vdx  
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; vD,ZEKAN  
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。 q1rBSlzN  
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: DRp h?V\  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); $1aJdZC7  
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 iME )Jl&  
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): !V<c:6"  
*(lpStr+wOffset) =0xEA; vJybhdvP  
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-?PTr  
//源程序 relocate.c 0\qLuF[)  
O!uZykdX4!  
#include <WINDOWS.H> Y[_{tS#u  
#include <dos.h> pD^7ZE6  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); WJ%4IaT  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); ,]A|z ~q  
typedef struct tagFUNC 5Q)hl.<{o7  
{ @1+gY4g  
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 _/FpmnaY  
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 z|KQiLza  
BYTE   bOld;     //保存原函数第一字节 T\ixS-%^  
LONG   lOld;     //保存原函数接后的四字节长值 XH^X4W  
}FUNC; \fX0&l;T9\  
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; g0Rny  
//Windows主函数 ua!i3]18  
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) !p:kEIZ)y  
{ Ge'[AhA  
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 `S`,H  
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 $N !l-lu=  
WORD   wOffset;   //函数偏移 @u@ N&{b5"  
LPSTR lpStr; \`ya08DP(  
LPLONG lpLong; jN3K= MA  
char   lpNotice[96]; ^{<!pvT  
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); BM~>=emc  
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); Sw1z^`  
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); 2p^Jqp`$  
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); V-1H(wRu  
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 5|nT5oS  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); 4q9+a7@  
lpStr=GlobalLock(hMemData); Yz%AKp  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ":qhO0  
//保存原函数要替换的头几个字节 "3&bh>#qY  
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); UyFvj4SU  
Func.lOld=*lpLong; g2Hz[C(  
*(lpStr+wOffset)=0xEA; nj90`O.K  
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; -0I]Sm;$  
GlobalUnlock(hMemData); 0mt lM(  
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); UFE# J  
//将保留的内容改回来 Q1Jw7R#?l  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); "b~-`ni  
lpStr=GlobalLock(hMemData); Gy]ZYo(  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); QL].)Vgf  
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; jDO"?@+  
*lpLong=Func.lOld; [:hTwBRF  
GlobalUnlock(hMemData); sKg IKYG}T  
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); Oax6_kmOj  
return 1; QIK;kjr*A3  
} buj *L&  
K~ch OX  
//自己的替代函数 a^#\"c  
z9}WP$W  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* %@,%A_So k  
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) U%:K11Kr  
{ . r?URC  
BYTE NameDot[96]= e(z'u A{!  
{ ]QJ N` ;b0  
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, ydZS^BqG  
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, iQT$#"m n  
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, n<)gS7  
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, yQ [n7du  
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, &UFj U%Z%  
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, =q\Ghqj1  
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, r(ZMZ^  
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, cv=H6j]h |  
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, 6L/`  
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 j7XUFA  
}; fb=[gK#*,  
y/.I<5+Bu  
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; e{Y8m Xu  
HDC   hMemDC; :aO`q/d  
BYTE far *lpDot; a_T3<  
int   i; J< vVsz+7:  
for ( i=0;i<3;i++ ) ^~7/hm:  
{ j^T i6F>f  
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; r%uka5@  
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); #5 %\~ f  
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); FJ+n- \  
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); VF bso3q<j  
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); 2(i@\dZCb<  
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); h,fC-+H5  
DeleteDC(hMemDC); XU*4MU^'  
DeleteObject(hBitmap); eZ G#op  
} [uLpm*7  
return TRUE; i)1013b  
} #xoFcjRE  
gebDNl\Y2  
//模块定义文件 relocate.def EyDH -}Y  
+a'["Gjq;  
NAME     RELOCATE j /)A<j$  
EXETYPE   WINDOWS oc>N| ww:  
CODE     PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE )*`cJ_t  
DATA     PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE xbNL <3"a  
HEAPSIZE 1024 <*3#nA-O>i  
EXPORTS '}, 8x?  
PKg>|]Rf.  
五、结束语 PNp-/1Cx  
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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