"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 \t )Zk2
o'Po<I
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。 Hh;7 hY\
H%sbf&
gi
一、发现了什么? Z=wLNm H
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。 Y$%Ze]~
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): ?;}2Z)
NlWIb2,
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v @'~v~3
$S
.................................. C+2*m=r
8<IOX
6 type offset target `)K1[&
BASE 060a seg 2 offset 0000 .PxtcC.K
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS wYNh0QlBH
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES ?2DYz"/')
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) iv3NmkP1
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) $FCLo8/=
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) Jfo#IRC
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) h.G/HHz
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) 8'/vW ~f
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) 'KM@$2tK^q
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) C\
9eR
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) hb[K.`g
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) CA:t](xqQ
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) X[|-F3o
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) bIwt#:v
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) APy&~`
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) q=g;TAXZl
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) >L5[dkg%
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) sIg{a(1/
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) 8 w^i
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) .gx*gX1<
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF )
:\gdQG
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) "J7=3$CA
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS )
g$9Yfu
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE 9boNB"h]T
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) zTm&m#){3A
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) jSpmE
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) ,Q2` N{f
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) :J}L| `U9
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) n1!0KOu/N
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) ;1K.SDj
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) zc\e$MO
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) jt=mK,%
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) Z[Uz~W6M]
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) *)H?d
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) Ftu4 V*lD
_}{C?611c
35 relocations fPa FL}&
Ry r2
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) ixp(^>ZN
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 .G4(Ryh
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。 [*]&U6\j
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。 DF P0WXbOE
pa4zSl
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 [N'YFb3"O
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.*8$$
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。 oj;Rh!O
主要的三个模块,有如下的关系: <TC\Nb$~
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 \l"1Io=
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 4&&((H
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 d [6[3B
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 ( Y'q%$
以GDI模块为例,运行结果如下: ,n-M!y
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe f{t5r
=hjff/
X
Exports: ~jQ|X?tR
Akb#1Ww4
rd seg offset name DwMq
............ ,Hlbl}.ls
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data ZQlja
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data [:&4 Tp*C
............ []}E-
V
Cd?aC
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。 mG*[5?=r
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。 6F(;=iY8
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: "eA4JL\%)
6 type offset target @!1o +x
8'
M43n
.......... U(4>e!
ABuK`(f.
PTR 0442 imp GDI.351 )*}2L_5]
(&H-v'a}3
.......... airg[dK
UFr
]$m&
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。 P-[6'mw`
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。 jNd."[IrO
C @3a/<6m
三、动态汉化Windows原理 5?9K%x'b
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。 X,DG2HT
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? O10,h(O
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。 2uujA*
^
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。 (v+nn1,
I.As{0cc
四、"陷阱"技术 0eP7efy
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。 OMgFp |^
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: }TfZ7~o[
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; lKKg n{R
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。 Wwo'pke
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: ,Q:Ylc8
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); )nE=H,U?y
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 }rK9M$2]u
Windows中函数地址是32位,高字节是其模块的内存句柄,低字节是函数在模块内的偏移。将得到的可写数据段别名句柄锁定,再将函数偏移处的5个字节保留下来,然后将其改为转向替代函数(用 EA Jmp): "V|&s/9
*(lpStr+wOffset) =0xEA; jRdmQmTJ
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 H%y!lR{c^D
//源程序 relocate.c sa6/$
\zOo[/-<
#include <WINDOWS.H> jMFLd
#include <dos.h> $o}Ao@WkO
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); LkvR]^u0
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); X$mCn#8m
typedef struct tagFUNC 9vX~gh{]~
{ &}}UdJ`
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 PiQsVk
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 [9N>*dKB
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 at<N?r
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 <yt|!p-tS
}FUNC; 5 1&||.
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; ^/c v8M=
//Windows主函数 'tyblj C
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) =*2_B~`
{ :[P)t
%
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 ~F; ~
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名
9$<1<
WORD wOffset; //函数偏移 9pF@#A9p
LPSTR lpStr; =o_Ua^mr
LPLONG lpLong; ECW=865jL
char lpNotice[96]; ,76xa%k(U|
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); H<N$z3k
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); X>-|px$vy
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); 8_*31Y
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); yq7gBkS
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 vIzREu|5
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); U=ek_FO
lpStr=GlobalLock(hMemData); PPpq"c
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); h;C/} s
//保存原函数要替换的头几个字节 3:]c> GPQ
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); uT :Yh6
Func.lOld=*lpLong; \5
S^~(iL
*(lpStr+wOffset)=0xEA; _ZMAlC*$G
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; WWBm*?U
GlobalUnlock(hMemData); f\+ E&p.
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); /8Wfs5N
//将保留的内容改回来 S&JsDPzSd
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); n5qg6(Tl]
lpStr=GlobalLock(hMemData); R"2wop
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); gc6Zy|^V4`
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; ](@HPAG]
*lpLong=Func.lOld; _ J t
GlobalUnlock(hMemData); <6rc8jYz
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); :MPfCiAv
return 1; fFe{oR
} R`HC
EX)
y&&%%3
//自己的替代函数 T1~G{@"
Y W9+.Dc`
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* *DUP$@}k
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) >}7Ml
{ `m")v0n3
BYTE NameDot[96]= d8C44q+ds
{ \#(tI3
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, E;MelK<8(
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, MW|*Z{6*
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, Kj{(jT
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, \?_M_5Nb
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, 8\BGL
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, 2 ":W^P
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, H_nIlku
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, |L<p90
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, wl.a|~-
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 4`[2Te>
}; A)%!9i)
$a#-d;
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; [X"pOz
HDC hMemDC; f`vu+nw
BYTE far *lpDot; % B^BN|r
int i; xf4CM,Z7(
for ( i=0;i<3;i++ ) ]8+ D
{ p>=i'~lQ6
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; 0&$,?CL?
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); 6* 6 |R93
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); M*
0zvNg
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); Y/<`C
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); <N(r-
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); f`K[oCfu
DeleteDC(hMemDC); 5q,ZH6\
{
DeleteObject(hBitmap); ?#~km0~F)
} 7U1^=Y@t}
return TRUE; ty\F~]Oo
} &V(;zy4(R
<~teD[1k"
//模块定义文件 relocate.def mJ>msI
@
hX)PdRk#
NAME RELOCATE
9)*218.
EXETYPE WINDOWS U
ATF}x
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE [x{Ai(
/T^
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE x8!uI)#tS
HEAPSIZE 1024 ;DgQ8"f
EXPORTS POI|#[-V
gvFs$X*^:
五、结束语 GS&I6
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。