"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 43g1/,klm
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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。 s/t,6-~EH
zk1]?
一、发现了什么? ZUj1vf6I
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。 \0Xq&CG=E
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): #'@@P6o5
-p0*R<t
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v c0l?+:0M
.................................. HoX={^aG%
S
-,$ (
6 type offset target djoP`r
BASE 060a seg 2 offset 0000 'w1ll9O
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS CXGMc)#>f
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES A|PZ<WAY
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) %qqCpg4
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) 6J- /%
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) V:t{mu5j
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) KXz7l\1Gb
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) 7Ou]!AOhG
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) A.yIl`'UP#
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) t(vyi
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) *'?V>q,
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) 1}Guhayy
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) +_ 8BJ
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) 3xRn
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) a;a1>1
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) *yHz#u'
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) R4 b!?}d
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) jq#`cay!
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) DGTE#?'(
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) 7'8G,|&:*
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) x8c>2w;6x^
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) PYNY1|3
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) EqBTN07dZS
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE YnU*MC}
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) <3ep5` 1
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) Id8MXdV
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) sSk qU
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) k|RY;
8_
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) "Q\b6
7Ch
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) 7wY0JS$fz
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) rmC7!^/
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) Rxr?T-
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) eu]qgtg~U
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) 4Wvefq"
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) oV9{{
[_ uT+q3
35 relocations GbQg(%2F
"9X!Ewm"P
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) vqVwo\oEdU
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 Kv:.bHN}
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 zFDtC-GF
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 RkTYvAk|kY
'"c`[L7Wn
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 x
<aR|r
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 _V8;dv8
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 5zZQt+Ip
主要的三个模块,有如下的关系: BhjDyB
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 ttB>PTg#
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 *2.h*y'u
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 uK#2vgT
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 u] G
以GDI模块为例,运行结果如下: `SZ-o{
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe wi%ls8F
XL; WU8>
Exports: !,Cbb }
Wwr
rd seg offset name A42!%>PB
............ eHIcfp@&
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data r}(m jC"o
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data G pO*As_2
............ FI$
-."F
MO| Dwuaf
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。 ={]POL\ A
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。 |+[Y_j
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: $*:$-
6 type offset target w /PE )xA
Lr
d-
.......... II=!E
dK8dC1@,X;
PTR 0442 imp GDI.351 a3A3mBw
oxUBlye
.......... py%~Qz%
'R-g:X\{
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。 f`}/^*D
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。 amX1idHo^
1D!MXYgm1b
三、动态汉化Windows原理 xTH3g^E
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。 @)!N{x?
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? l&kZ6lZ
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。 &v;o }Q}E{
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。 W4P+?c>'2
^ rUq{
四、"陷阱"技术 J,=ZUh@M
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。 sX}#L
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: 0S&J=2D!
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; mfffOG
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。 FJKlqM5]
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: Jf#-OlEQ
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); 0V8 6]zSo
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 paMK]-
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): (c"!&&S^ =
*(lpStr+wOffset) =0xEA; q
\fyp\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。 =[Z3]#h
//源程序 relocate.c \L}7.fkb8
l,3,$
#include <WINDOWS.H> darbL_1
#include <dos.h> 5}! 36SO\
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); r1}1lJ>7H
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); \MdieO*
typedef struct tagFUNC Eht8~"fj
{ ][#|5UK8L
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 ~J5B?@2hK
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 C(z'oi:f
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 ?<\2}1
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 g>gf-2%Uo
}FUNC; b5KK0Jjk
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; to1r
88X
//Windows主函数 *WFd[cKE
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) Lp4F1H2t-
{ lOe|]pQ.,
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 P*U^,Jh<
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 IGlyx'\_
WORD wOffset; //函数偏移 ;i/? fw[h
LPSTR lpStr; ZSD7%gE<D
LPLONG lpLong; oQ*LP{M
char lpNotice[96]; a0 PU&o1EF
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 6V@_?a-K
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); @6aJh< c
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); <$a-.C5
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); T5I#7LN#
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 a<E9@
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); P3Vh|<'7
lpStr=GlobalLock(hMemData); } *C
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ^-|~c`&}B
//保存原函数要替换的头几个字节 ^|hVFM2
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); 8$Zwk7 w8A
Func.lOld=*lpLong; m~P30)
*(lpStr+wOffset)=0xEA; F?cwIE\J
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; =*zde0T?l
GlobalUnlock(hMemData); Q7d@+C
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); y7rT[f/J
//将保留的内容改回来 s aHY9{)
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); BgDWl{pm
lpStr=GlobalLock(hMemData); kd]CV7(7
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); EgbH{)u
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; 7fS NF7/+
*lpLong=Func.lOld; 0L ,!o[L*
GlobalUnlock(hMemData); XJy.xI>;
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); @t*D<B$
return 1; ukc
7Z
OQ
} &N+`O)$
~_F;>N~
//自己的替代函数 ?_p!teb
xdz 6[8d8
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* l%?4L/J)#
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) R?2HnJh
{ 4PkKL/E
BYTE NameDot[96]= Q
8;JvCz
{ ^SsnCn-e
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, x
ju*zmu
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, G K3T w
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, kg7bZ
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, KK6z3"tk5
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, >msQ@Ch
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, )54a' Hp
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, %W=BdGr[8z
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, X=lsuKREZ
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, i3d2+N`
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 ~F-lO1
}; SXO.|"M
cu'( Hj
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; \Y8 sIs
HDC hMemDC; ]>*VEe}hJ
BYTE far *lpDot; piuM#+Y\'S
int i; H!OX1F
for ( i=0;i<3;i++ ) Iu5 9W>
{ 8t)gfSG
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; EA9.?F
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); jENC1T(
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); g>w {{G
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); ".N{v1
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); )UTjP/\gN
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); Ht/#d6cQ
DeleteDC(hMemDC); _Ex<VF u
DeleteObject(hBitmap); #a2Z.a<V
} 3hje
return TRUE; Gr)G-zE
} \&ZEIAe
j8PeO&n>
//模块定义文件 relocate.def !>=lah$&
#n15_cd
NAME RELOCATE =n_z `I
EXETYPE WINDOWS ,oSn<$%/q
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE qN9 ?$\
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE YktZXc?iI<
HEAPSIZE 1024 x >tm[k
EXPORTS KsK]y,^Z
;3xi.^=B
五、结束语 z 0zB&}
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。