"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[xoiYp
$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 ) ZxmMw
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 ) i NX%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 $TON`+lB
[Bn C_^[W
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) UQ;ymTqdc
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 ,m| :U
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 .E'Tfa
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 CdCo+U5z{
B{UL(6\B
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 sb Wn1 T
U
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 9`P<|(
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 Gkz\By
主要的三个模块,有如下的关系: >h^CC*&'pw
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 :+%"kgJNL
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 4K_rL{s0U
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 'Vwsbm
tY
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 Zj@k3y
以GDI模块为例,运行结果如下: Arg604V3
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe ~)\9f 1O{^
A"(XrL-pV
Exports: 9yU(ei:GUo
:6k8\{^9"D
rd seg offset name RRW/.y
............ u@j]U|FpY
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data )HHG3cvU
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data fqoI(/RWP
............ S
VCTiG8t
&cnciEw1
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 toDv~v
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 +Bg$]~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*!Ut
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。 $AGW8"
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 )qDCh
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]l y
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}; g 0Rny
//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%A Kp
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~chOX
//自己的替代函数 a^#\"c
z9}WP$W
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* %@,%A_So k
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) U%:K11Kr
{
. r?URC
BYTE NameDot[96]= e(z'uA{!
{ ]QJN` ;b0
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, ydZS^BqG
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, iQT$#"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。