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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 DAj@wn3K?  
nMNAn}~*M  
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。 "gfy6m  
6,7Fl=<  
一、发现了什么? /RT3 r  
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。 Xl.h&x0? 8  
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): g(7htWr4  
XD<7d")I  
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v cwlXb!S$  
.................................. Pv1C o:  
=4/LixsV|  
6 type   offset target TSt-#c4B  
BASE   060a seg   2 offset 0000 &$.Vi&{.  
PTR   047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS Hz`rw\\Xq  
PTR   059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES B)Hs>Mh|W  
PTR   0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) $M@SZknm  
PTR   0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) p)(mF"\8=  
PTR   04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) }"06'  
PTR   04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) ZsirX~W<  
PTR   04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) j/5>zS  
PTR   05f5 imp USER.430   ( LSTRCMP ) )Mx[;IwE  
PTR   04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) 5][Rvu0  
PTR   0514 imp USER.431   ( ANSIUPPER ) U#gHc:$  
PTR   0523 imp USER.432   ( ANSILOWER ) aEW Z*y  
PTR   05aa imp GDI.56     ( CREATEFONT ) U\&kT/6vh  
PTR   056e imp USER.433   ( ISCHARALPHA ) ? }|;ai  
PTR   05b9 imp GDI.57     ( CREATEFONTINDIRECT ) :+|b7fF  
PTR   057d imp USER.434   ( ISCHARALPHANUMERIC ) S)p{4`p%  
PTR   049c imp USER.179   ( GETSYSTEMMETRICS ) :W_S  
PTR   0550 imp USER.435   ( ISCHARUPPER ) h6c8hp.  
PTR   055f imp USER.436   ( ISCHARLOWER ) ?C(Z\"IX  
PTR   0532 imp USER.437   ( ANSIUPPERBUFF ) Ro*$7j0!Hf  
PTR   0541 imp USER.438   ( ANSILOWERBUFF ) +*WE<4"!6  
PTR   05c8 imp GDI.69     ( DELETEOBJECT ) HWxk>F0  
PTR   058c imp GDI.70     ( ENUMFONTS ) kzZtKN9Az  
PTR   04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE C0[Rf.*  
PTR   05d7 imp GDI.82     ( GETOBJECT ) ^)m]j`}IGb  
PTR   048d imp KERNEL.74   ( OPENFILE ) @#c(4}^ <w  
PTR   0460 imp GDI.91     ( GETTEXTEXTENT ) f#pT6  
PTR   05e6 imp GDI.92     ( GETTEXTFACE ) 6]Q ~c"+5  
PTR   046f imp GDI.350   ( GETCHARWIDTH ) Ash"D~  
PTR   0442 imp GDI.351   ( EXTTEXTOUT ) h6}oRz9=g  
PTR   0604 imp USER.471   ( LSTRCMPI ) B!K{y>|.  
PTR   04f6 imp USER.472   ( ANSINEXT ) c=<d99Cu!  
PTR   0505 imp USER.473   ( ANSIPREV ) C"PN3>x}j  
PTR   0424 imp USER.108   ( GETMESSAGE ) T {a%:=`  
PTR   0433 imp USER.109   ( PEEKMESSAGE ) c>{6NSS -  
yb1A(~  
35 relocations .^N+'g  
*,-)4)7d  
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) -@b&qi7&S  
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 m=k(6  
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 5m&{ f>]T  
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 v_J\yW'K  
o^wj_#ai$  
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 ;LELC5[*s  
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 yHLc lv  
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。 >P/kb fPA  
主要的三个模块,有如下的关系: A0# K@  
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 eC%.xu^  
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 Zk$AAjC&  
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 `W e M  
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 9Xmb_@7b}  
以GDI模块为例,运行结果如下: lb2mWsg"  
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe eXx6b~D  
"Nj(0&  
Exports: ~O?Gi 4^Yg  
81V,yq]  
rd seg offset name J)Dw`=O0n  
............ 2f]:n  
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data V=Iau_  
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data B9KY$^J  
............ |jJC~/WR  
)I9AF,K  
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。 [Maon.t!l  
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。 "\Jq2vM  
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: + 1\1Z@\M  
6 type offset target 4JKB6~Y  
FjRJSMwO,  
.......... *Af]?-|^{#  
1eZ">,F6<  
PTR 0442 imp GDI.351 ?^mgK9^v@  
B++.tQ=X.  
..........  V7%G?  
C(b"0>  
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。 .*:SZ3v  
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。 "Y }f"X|  
?t$sju(\  
三、动态汉化Windows原理 X?z5IL;rt  
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。 zLc.4k  
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? 1GN>,Lb: 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。 Y}7'OM  
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。 }]>[FW  
+2O('}t  
四、"陷阱"技术 m <IPi <  
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。 l <<0:~+q  
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: QbP W_)N  
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; kX zm  
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。  g2L  
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: F\Q)l+c  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); @/l{  
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 J:dF^3Y  
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): \xkLI:*\  
*(lpStr+wOffset) =0xEA; V^QKn+/  
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。 -Cd4yWkO  
//源程序 relocate.c 8[Cp  
25BW/23}e  
#include <WINDOWS.H> ^_9 ^iL  
#include <dos.h> B)O=wx  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); NoO>CjeFb  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); I.r &;   
typedef struct tagFUNC iC?s`c0B  
{ T#6']D  
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 q#LwM]<.@>  
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 7s; <5xc  
BYTE   bOld;     //保存原函数第一字节 D$q"k"  
LONG   lOld;     //保存原函数接后的四字节长值 Y;6<AIx>  
}FUNC; #QXv[%k  
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; G]E$U]=9r:  
//Windows主函数 V.)y7B  
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) 2hEB?ZAQZ  
{ (9*s:)zD-  
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 @ \J RxJ  
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 +L;[-]E8  
WORD   wOffset;   //函数偏移 D%(9ot{!e  
LPSTR lpStr; q~p,A>K  
LPLONG lpLong; "h_]it};C  
char   lpNotice[96]; tPPnW  
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); $_k'!/5  
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 2`+?s  
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); yY_G;Wk  
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); `~UCWK  
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 Re5m  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); \3n{%\_  
lpStr=GlobalLock(hMemData); t;Jt+k~  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); IJ!]1fXy+  
//保存原函数要替换的头几个字节 Q\z3YUk  
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); OHssUt  
Func.lOld=*lpLong; |w- tkkS  
*(lpStr+wOffset)=0xEA; ?=jmyDXH!  
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; b5Rjn1@  
GlobalUnlock(hMemData); GC66n1- X  
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); \hdR&f5q  
//将保留的内容改回来 o m`r^3,  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); vVc:[i  
lpStr=GlobalLock(hMemData); Z{+h~?63  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); [#V"a:8m}  
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; _55T  
*lpLong=Func.lOld; ]/p0j$Tq$  
GlobalUnlock(hMemData); M$1+,[^f  
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); O}NR{B0B3&  
return 1; {*~aVw {k  
} ItDe_|!L  
&~pj)\_  
//自己的替代函数 IE$x2==)  
8V_ ]}W  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* fpM 4q  
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) SOb17:o3|  
{ $JqdI/s  
BYTE NameDot[96]= tirw{[X0n  
{ [T"oqO4%]  
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, Vm'ReH  
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, ~ i1w,;(  
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, F) {f{-@)  
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, M$FXDyr  
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, vxUJ4|Qz  
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, nf,>l0,,'  
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, yZHQql%J O  
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, [A|W0  
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, *0i   
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 4v3y3  
}; /AJ ^wY  
f<xF+wE  
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; -yg9ug  
HDC   hMemDC; V J){@  
BYTE far *lpDot; &|%z!x6f  
int   i; d`StBXG!  
for ( i=0;i<3;i++ ) R" 5/  
{ P0RM df  
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; / Zz2=gDY  
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); $Pzvv`f*  
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); wC!(STu  
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); 'gUHy1p  
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); vnk"0d.  
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); L45&O *%  
DeleteDC(hMemDC); YM3oqS D  
DeleteObject(hBitmap); s.1(- "DU  
} ;s"m* 4N  
return TRUE; BS*cG>T  
} #Vv*2Mc  
o1MbHBb  
//模块定义文件 relocate.def r NU,(htS  
20^F -,z  
NAME     RELOCATE  8czo#&  
EXETYPE   WINDOWS o|]xj'  
CODE     PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE dulW!&*No  
DATA     PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE lADi  
HEAPSIZE 1024 da\K>An>  
EXPORTS s?~Abj_  
5zpk6FR$  
五、结束语 mt fDl;/D  
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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