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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 |SMigSu r`  
o8E<_rei  
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。 r/NaoIrJV  
*1b0IQ$g  
一、发现了什么? ;XZN0A2  
笔者多年来一直从事Windows下的软件开发工作,经历了Windows 2.0 、 3.0 、3.1 ,直至Windows 95、NT的成长过程,也遍历了长青窗口、长城窗口、DBWin、CStar、RichWin等多个Windows汉化产品。从现在看来,影响最大也最为成功的,当推四通利方的RichWin;此外,中文之星CStar与RichWin师出一门,其核心技术自然也差不多。其对外宣传采用独特的"陷阱" 技术即动态修改Windows代码,一直是笔者感兴趣的地方。 B$JPE7h@[P  
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): 9dszn^]T  
mqJD+ K  
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v `'r]Oe  
.................................. '#j6ZC/?  
KdHkX+-R  
6 type   offset target Bw`?zd\*  
BASE   060a seg   2 offset 0000 lc fAb@}2  
PTR   047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS p\'X%R  
PTR   059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES cJwe4c6.m  
PTR   0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) Pk5\v0vkg  
PTR   0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) >yVrIko  
PTR   04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) ^56D)A=  
PTR   04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) 3#udz C  
PTR   04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) d1^5r 31  
PTR   05f5 imp USER.430   ( LSTRCMP ) ^"/TWl>jB  
PTR   04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) *CF80DJ  
PTR   0514 imp USER.431   ( ANSIUPPER ) ;VCFDE{K=  
PTR   0523 imp USER.432   ( ANSILOWER ) F [-D +Nka  
PTR   05aa imp GDI.56     ( CREATEFONT ) O7Jp ;  
PTR   056e imp USER.433   ( ISCHARALPHA ) =r`E%P:  
PTR   05b9 imp GDI.57     ( CREATEFONTINDIRECT ) AoxORPp'  
PTR   057d imp USER.434   ( ISCHARALPHANUMERIC ) 4TU\SP8sM  
PTR   049c imp USER.179   ( GETSYSTEMMETRICS ) ?_S);  
PTR   0550 imp USER.435   ( ISCHARUPPER ) {ByKTx &  
PTR   055f imp USER.436   ( ISCHARLOWER ) Q(1R=4?.Z  
PTR   0532 imp USER.437   ( ANSIUPPERBUFF ) [!KsAsmk  
PTR   0541 imp USER.438   ( ANSILOWERBUFF ) *}(B"FSO  
PTR   05c8 imp GDI.69     ( DELETEOBJECT ) r_'];  
PTR   058c imp GDI.70     ( ENUMFONTS ) !.@:t`w  
PTR   04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE 4^Ks!S>K{8  
PTR   05d7 imp GDI.82     ( GETOBJECT ) BUh(pS:  
PTR   048d imp KERNEL.74   ( OPENFILE ) G6Wa0Z  
PTR   0460 imp GDI.91     ( GETTEXTEXTENT ) g;o5m}  
PTR   05e6 imp GDI.92     ( GETTEXTFACE ) TK> ~)hc}  
PTR   046f imp GDI.350   ( GETCHARWIDTH ) l!j=em@  
PTR   0442 imp GDI.351   ( EXTTEXTOUT ) 7I(QTc)*  
PTR   0604 imp USER.471   ( LSTRCMPI ) <Z]j89wzDZ  
PTR   04f6 imp USER.472   ( ANSINEXT ) E){ODyk  
PTR   0505 imp USER.473   ( ANSIPREV ) (]fbCH:  
PTR   0424 imp USER.108   ( GETMESSAGE ) MbTmdRf  
PTR   0433 imp USER.109   ( PEEKMESSAGE ) z'>b)wY](  
8193d%Wb  
35 relocations vPy."/[u  
yMgS0  
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) \!>qtFT  
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 ZL!5dT&@W  
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。 Ix=(f0|  
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。 4|eI_u{_  
7Fa1utV I  
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 5wvh @Sc\  
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 9Z 6  
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。 (8W ?ym  
主要的三个模块,有如下的关系: vHPsHy7y  
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 @2$Uk!  
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 efbJ2C  
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 Je'%EJ  
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 '2<N_)43$  
以GDI模块为例,运行结果如下: }b<w\9AF  
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe NZ^hp\q  
fE>JoQs38  
Exports: ~me/ve  
r0'a-Mk;  
rd seg offset name H}usL)0&&  
............ ,MLAW  
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data 6TQ[2%X'  
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data vsq |m 5  
............ +f^|Yi  
4*q6#=G  
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。 VjiwW%UOM  
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。 d.U"lP/)D  
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: iN L>TVUM  
6 type offset target  ? EhIK  
&y3;`A7,  
.......... q?0&0  
1yc$b+TH  
PTR 0442 imp GDI.351 [A;0I jKam  
R&/"?&pfa  
.......... =| r% lx  
q{q;X{  
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 h)r=+Q\'(S  
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 1:I _ ;O_  
b^P\Kky  
三、动态汉化Windows原理 | gGD3H  
我们知道,传统的汉化Windows的方法,是要直接修改Windows的显示、输入、打印等模块代码,或用DDK直接开发"中文设备"驱动模块。这样不仅工作量大,而且,系统的完备性很难保证,性能上也有很多限制(早期的长青窗口就是如此),所以只有从内核上修改Windows核心代码才是最彻底的办法。 Q'^$;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? $D*Yhv!/  
因而,我们可以得出这样的结论:在自己的模块中重新编写涉及文字显示、输入的多个函数,然后,将Windows中对这些函数的引用,改向到自己的这些模块中来。修改哪些函数才能完成汉化,这需要深入分析Windows的内部结构,但CHINESE.DLL已明确无误地告诉了我们,在其数据段的重定位表中列出的引用函数,正是CStar修改了的Windows函数!为了验证这一思路, 我们利用RichWin作一核实。 [XA:pj;rg'  
用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函数在GDI的第一代码段6139H偏移处(不同版本的Windows其所在代码段和偏移可能不一样)。然后,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +开发工具中的一个)检查GDI的Code1段,6139H处前5个字节是 B8 FF 05 45 55,经过运行Ri chWin 4.3 for Internet后,再查看同样的地方,已改为 EA 08 08 8F 3D。其实反汇编就知道,这5个字节就是 Jmp 3D8F:0808,而句柄为0x3D8F的模块,用HelpWalk能观察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一代码段( 模块名为TEXTMAN)。而偏移0808H处 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一个函数起始的地方,这实际上就是RichWin所重改写的ExtTextOut函数。退出Ri chWin后,再用HelpWalk观察GDI的Code1代码段,一切又恢复正常!这与前面的分析结论完全吻合!那么,下一个关键点就是如何动态修改Windows的函数代码,也就是汉化Windows的核心——"陷阱"技术。 vcOw`oS  
/5f=a  
四、"陷阱"技术 l>7?B2^<E  
讨论"陷阱"技术,还要回到前面的两个发现。发现之二,已能解释为修改的Windows函数,而发现之一却仍是一个迷。 P$/Y9o  
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: \&v)#w  
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; "t>H B6^  
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。 +5Y;JL<%/  
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: >+[{m<Eq  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); jq/CXYv  
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 JWxSN9.X  
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): mP +H C)2  
*(lpStr+wOffset) =0xEA; [hiV #  
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。 Sjmq\A88dc  
//源程序 relocate.c cw~-%%/  
Ige*tOv2  
#include <WINDOWS.H> Oh7wyQiV  
#include <dos.h> Gfle"_4m8  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); .7Itbp6=R  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); qi1#s,  
typedef struct tagFUNC X'7MW? q@  
{ q:,ck@-4  
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 P`n"E8"ab<  
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 55Ye7P-d  
BYTE   bOld;     //保存原函数第一字节 -wnBdL  
LONG   lOld;     //保存原函数接后的四字节长值 3pkx3tp{  
}FUNC; 2$joM`j$  
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; ZP4y35&%y  
//Windows主函数  1W>0  
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) R+=Xr<`%U|  
{ l27J  
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 %/K;!'7  
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 Mbxrj~ue  
WORD   wOffset;   //函数偏移 }pT>dbZ  
LPSTR lpStr; iB{l:  
LPLONG lpLong; Q2t>E(S  
char   lpNotice[96]; s#(<zBZ9p#  
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); F:G Vysy  
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); ;E\e.R  
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); <d3 a  
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); "A}2iI  
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 p xQh;w  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); >6z7.d  
lpStr=GlobalLock(hMemData); O6\t_.  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 1F[W~@jW  
//保存原函数要替换的头几个字节 d((,R@N'  
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); %Q5 |RL D  
Func.lOld=*lpLong; n_t.l<V  
*(lpStr+wOffset)=0xEA; CN#2-[T  
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; E vD g{M}  
GlobalUnlock(hMemData); k= .pcDX  
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); 6p~8(-nG  
//将保留的内容改回来 .!g  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); 2,'%G\QT  
lpStr=GlobalLock(hMemData); ju/#V}N  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); "l-b(8n  
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; e>_Il']Mb  
*lpLong=Func.lOld; ]nx5E_j2  
GlobalUnlock(hMemData); &jF[f4:7  
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); D{iPsH6};5  
return 1; wB%;O`Oh  
} t",b.vki\z  
{pk&dB _Bu  
//自己的替代函数 22v= A6 =  
x^!LA,`j  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* udX!R^8jE  
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) NS^+n4  
{ <ta#2  
BYTE NameDot[96]= qoJ<e`h}  
{ >L88`  
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, 9*xv ,Yz8  
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, -T.C?Q g  
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, ?~rz'Pu~  
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, Ccy0!re  
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, fzjZiBK@  
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, [hKt4]R  
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, Znh) m  
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, 0"xD>ue&  
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, _!E/ em  
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 d /`d:g  
}; oJor ]QYK  
JA6#qlylL  
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; .Gnzu"lod  
HDC   hMemDC; )ZDqj  
BYTE far *lpDot; 1H7 bPl|  
int   i; JcI~8;Z@Z~  
for ( i=0;i<3;i++ ) Zl=IZ?F   
{ 9 IY1"j0O  
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; |F52)<\  
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); 9':MD0P/M  
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); #~;:i  
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); ;Qdw$NuW  
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); Te&5IB-  
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); ~#9(Q  
DeleteDC(hMemDC); *d,Z ?S/  
DeleteObject(hBitmap); FKkL%:?  
} ,Q>wcE6v  
return TRUE; (&-!l2  
} ]s^Pw>/`  
4lF?s\W:  
//模块定义文件 relocate.def OA8iTn  
T Ue=Yj  
NAME     RELOCATE `>skcvkm  
EXETYPE   WINDOWS rsC^Re:*jr  
CODE     PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE f-a+&DB9  
DATA     PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE ~mu)Cw  
HEAPSIZE 1024 7& G#&d  
EXPORTS v L!?4k  
jV|/ C  
五、结束语 :,FI 6`  
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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