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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 v0bP|h[t  
o,?h}@  
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。 xK5~9StP  
7xO~v23oe  
一、发现了什么? )YZx]6\l)  
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。 ^ ]+vtk  
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): wS >S\,LV  
u_8Z^T  
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v ^i8(/iwdJE  
.................................. }}"|(2I  
PeLzZ'$D  
6 type   offset target (B?ZUXM,  
BASE   060a seg   2 offset 0000 N0ef5J JM`  
PTR   047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS :KGPQ@:O  
PTR   059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES Bo'v!bI7  
PTR   0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) X+N8r^&  
PTR   0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) k @gQY_  
PTR   04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) @~&^1%37)  
PTR   04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) gkca{BJ   
PTR   04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) qagR?)N)u  
PTR   05f5 imp USER.430   ( LSTRCMP ) U]9k,#  
PTR   04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) WZP1g kX&M  
PTR   0514 imp USER.431   ( ANSIUPPER ) b?, =|H  
PTR   0523 imp USER.432   ( ANSILOWER ) QNxxW2+  
PTR   05aa imp GDI.56     ( CREATEFONT ) [8Z !dj   
PTR   056e imp USER.433   ( ISCHARALPHA ) Ht]O:io`  
PTR   05b9 imp GDI.57     ( CREATEFONTINDIRECT ) 5v=e(Ph +  
PTR   057d imp USER.434   ( ISCHARALPHANUMERIC ) [F{P0({%?  
PTR   049c imp USER.179   ( GETSYSTEMMETRICS ) e nw*[D !  
PTR   0550 imp USER.435   ( ISCHARUPPER ) g+(Y)9h&  
PTR   055f imp USER.436   ( ISCHARLOWER ) g'2; ///  
PTR   0532 imp USER.437   ( ANSIUPPERBUFF ) F%O+w;J4  
PTR   0541 imp USER.438   ( ANSILOWERBUFF ) ep*8*GmP  
PTR   05c8 imp GDI.69     ( DELETEOBJECT ) FMWM:  
PTR   058c imp GDI.70     ( ENUMFONTS ) ^f,%dM=i=  
PTR   04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE Blj<|\ igc  
PTR   05d7 imp GDI.82     ( GETOBJECT ) 1xO-tIp/  
PTR   048d imp KERNEL.74   ( OPENFILE ) =Tfm~+7nE  
PTR   0460 imp GDI.91     ( GETTEXTEXTENT ) r$x;rL4  
PTR   05e6 imp GDI.92     ( GETTEXTFACE ) hZ "Sqm]  
PTR   046f imp GDI.350   ( GETCHARWIDTH ) ::-*~CH)  
PTR   0442 imp GDI.351   ( EXTTEXTOUT ) g yT0h?xDt  
PTR   0604 imp USER.471   ( LSTRCMPI ) ;Sp/N4+  
PTR   04f6 imp USER.472   ( ANSINEXT ) H6/gRv@  
PTR   0505 imp USER.473   ( ANSIPREV ) FC]n?1?<(  
PTR   0424 imp USER.108   ( GETMESSAGE ) A5_r(Z-5  
PTR   0433 imp USER.109   ( PEEKMESSAGE ) Ue"pNjd|  
.kgt? r  
35 relocations X!@ Y ,  
k]2_vk^  
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) MN:LL <  
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 E Q:6R|L  
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。 |=V~CQ]  
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。 rD9:4W`^  
|.- Muv  
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 %7?Z|'\  
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 8`90a\t'Z  
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。 zw iS%-F  
主要的三个模块,有如下的关系: u*rHKZ9i  
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 q0NToVo@  
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 *9EW &Ek  
·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。 BPVOBL@   
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。 x+DecO2  
以GDI模块为例,运行结果如下: cIrc@  
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe k~fH:X~x  
k dhwnO  
Exports: |t~>Xs  
U~M!T#\s  
rd seg offset name >5D;uTy u  
............ ViG>gMGv  
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data GR_caP  
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data n9-WZsc1  
............ vF/wV'Kk  
e0<O6  
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。 nyBT4e  
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。 Zq5~M bldh  
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: 432]yhQ  
6 type offset target yD@eT:lyi  
D'BGoVP  
.......... ^MG"n7)X  
M|{NC`fa  
PTR 0442 imp GDI.351 0s RcA-9  
mU.c!|Y  
.......... Dv&K3^~Rfb  
b/ h#{'  
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。 rj4R/{h  
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。 {kr14 l*2  
ff~1>=^  
三、动态汉化Windows原理 ~qK/w0=j  
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。 \)ZCB7|  
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? }<*KM)%  
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。 tf[)| /M  
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。 3Vak C  
q;7DH4;t  
四、"陷阱"技术 }]JHY P\  
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。 aM(x--UR=  
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: DKkilqVM  
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; :T<5Tq*+x  
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。 h Vui.]  
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: !(Y,2{  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); T)',}=  
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 Ba** S8{/`  
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): y*p02\)  
*(lpStr+wOffset) =0xEA; II Amx[ b  
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。  L|6I  
//源程序 relocate.c Z[eWey_  
2( m#WK7>F  
#include <WINDOWS.H> qwO@>wQ}~  
#include <dos.h> N,3iSH=cN[  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); cv7:5P  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); P%N)]b<c*  
typedef struct tagFUNC qB&Je$_uh  
{ *N"CV={No  
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 n=|% H'U  
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 !Lw]aHb  
BYTE   bOld;     //保存原函数第一字节 .8T0OQ4  
LONG   lOld;     //保存原函数接后的四字节长值 |=MhI5gsx  
}FUNC; vo%"(!  
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; IDL0!cF  
//Windows主函数 FZLx.3k4  
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) c] t@3m  
{ h_SkX@"/-  
HANDLE hMemCode; //代码段句柄  Lw%_xRn)  
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 [^^Pl:+  
WORD   wOffset;   //函数偏移 $48 Z>ij?f  
LPSTR lpStr; +_+j"BT  
LPLONG lpLong; C\B4Uu6q  
char   lpNotice[96]; 0%4OmLBT  
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); \O\q1 s~  
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows );  WjCxTBI  
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); A7|L|+ ?  
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); "F6gV;{Bt  
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 /bPs0>5  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); G=SMz+z  
lpStr=GlobalLock(hMemData); 76KNgV)3  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); J_.cC  
//保存原函数要替换的头几个字节 b&dv("e 4  
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); -Mz [S  
Func.lOld=*lpLong; d ez4g  
*(lpStr+wOffset)=0xEA; ]}p<P):hO  
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; "/mt uU3rt  
GlobalUnlock(hMemData); O?cU6u;W  
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); _l"nwEs  
//将保留的内容改回来 SD<a#S\o  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ,>8w|951'  
lpStr=GlobalLock(hMemData); )^+hm+27v  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ~"NuYM#@  
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; 1hE{(onI  
*lpLong=Func.lOld; N_Kdi%q  
GlobalUnlock(hMemData); z?( b|v  
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); x0:BxRx*  
return 1; I~&9c/&  
}  ?r@^9  
Gh@~~\  
//自己的替代函数 i];P!Gm  
Bv' %$}}-  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* j<k6z   
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) |"I)1[7  
{ py+\e" s  
BYTE NameDot[96]= S(?A3 H  
{ o]<9wc:FZ  
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, a^pbBDi W  
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40,  bLAHVi<.  
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, 2#r4dr0  
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, :tI F*pC  
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, ,v,rY'  
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, 0H]{,mVs  
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, a @d 15CN  
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, RHMXPsj  
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, Lj9RF<39g  
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 XmwAYf  
}; u3GBAjPsIk  
\C h01LR"  
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; 2E[7RBFY+\  
HDC   hMemDC; /of K7/  
BYTE far *lpDot; 2J8:_Ql3I  
int   i; : -d_  
for ( i=0;i<3;i++ ) :dAd5v2f  
{ q!?*M?Oz  
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; W)/^*, Q7  
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); "Y=`w,~~  
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); ?Rx(@  
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); \7"|'fz  
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); qc 5[ e  
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); lg~7[=%k#  
DeleteDC(hMemDC); $|.8@ nj  
DeleteObject(hBitmap); )1KyUQ\e  
} qq]Iy=  
return TRUE; X<P <-e9  
} -!:5jfT"  
#mA(x@:*  
//模块定义文件 relocate.def OTdijQLY  
{G VA4=UAE  
NAME     RELOCATE s&(;  
EXETYPE   WINDOWS y,3ZdY"  
CODE     PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE kuV7nsXiQ  
DATA     PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE ``Q6R2[|)  
HEAPSIZE 1024 ;'= cNj  
EXPORTS kMMgY?  
$i5J}  
五、结束语 7K:V<vX5  
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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