"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 Jd v;+HN[
3HuGb^SNg
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。 QS\wtTXj
D *PEIsV
一、发现了什么? d:^B2~j
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。 X's<+hK&
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): Px*<-t|R-
Uey'c1
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v 34N~<-9AY
.................................. dkDPze9l
T*=*$%
6 type offset target )u=W?5%=}
BASE 060a seg 2 offset 0000 dT?3Q;>B?
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS 4*E5@{D
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES }P{Wk7#Jq
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) 5U+4vV/*
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) H=f|X<8
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) <;~u@^>
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) ~Fwbi
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) G-RDQ
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) >zL5*:G
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) mb1c9
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) $6D*G-*8
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) "&4r!2A
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) h4F%lGot
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) Qe ip h
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) 02*qf:kTnA
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) (1GU
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) pPo xx"y
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER )
#C?M-
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) H, :]S-T
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) fbbbTZy
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) Nf3UVK8LtS
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) Rc1k_fZ}
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) Q3&q%n|<
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE CPRVSN0b{4
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) ~eoM
2XlW
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) 73Jm
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) ,#&7+e!]>P
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) fbOqxF"?we
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) L*A-&9.p3
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) pWJEFm
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) X~JP
1
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) }$L63;/H
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) 3)\fZYu)
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) }AJoF41X
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) uXh:/KO
Tsa]SN14
35 relocations %>i:C-l8
ja';NIO-
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) bG@2f"
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 VLkAsM5}%
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。 @CL#B98jl
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。 X
V;j6g
!+^'Ej)z
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 M%!;5
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 :Q3pP"H,}
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。 xV5UaD<
主要的三个模块,有如下的关系: wLXJ?iy3
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 k<^M >` $
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 sEdz`F
·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。 )&7.E
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。 NSB6 2
以GDI模块为例,运行结果如下: Q,xL8i
M,
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe ^1bslCe
~,HFd`
Exports: Zg(Y$ h\
?s^3o{!<W
rd seg offset name e;6KxvX~
............ cZ?QI6|[
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data hb5K"9Y
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data k*hl"oL"X
............ @9gZH_ur>E
"[|b,fxR
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。 U+)p'%f;
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。 ]19VEH
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: UUJQc~=
6 type offset target 7R2O[=Szq
K}R+~<bIY
.......... MCT1ZZpPr
uPA
(1
PTR 0442 imp GDI.351 y!77gx?-
}6c>BU}DF
.......... H0Pxw
P>q
1q;v|F
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。 tF0jH+7J-
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。 lS.Adl^k
#dA$k+3
三、动态汉化Windows原理 0Z9DewwP
我们知道,传统的汉化Windows的方法,是要直接修改Windows的显示、输入、打印等模块代码,或用DDK直接开发"中文设备"驱动模块。这样不仅工作量大,而且,系统的完备性很难保证,性能上也有很多限制(早期的长青窗口就是如此),所以只有从内核上修改Windows核心代码才是最彻底的办法。 NXY jb(4:
从Windows的模块调用机制,我们可以看到,Windows实际上是由包括在KERNEL、GDI、US ER等几个模块中的众多函数支撑的。那么,修改其中涉及语言文字处理的函数,使之能适应中文需要,不就能达到汉化目的了吗? +J X;T(T
因而,我们可以得出这样的结论:在自己的模块中重新编写涉及文字显示、输入的多个函数,然后,将Windows中对这些函数的引用,改向到自己的这些模块中来。修改哪些函数才能完成汉化,这需要深入分析Windows的内部结构,但CHINESE.DLL已明确无误地告诉了我们,在其数据段的重定位表中列出的引用函数,正是CStar修改了的Windows函数!为了验证这一思路, 我们利用RichWin作一核实。 .w9LJ
用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函数在GDI的第一代码段6139H偏移处(不同版本的Windows其所在代码段和偏移可能不一样)。然后,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +开发工具中的一个)检查GDI的Code1段,6139H处前5个字节是 B8 FF 05 45 55,经过运行Ri chWin 4.3 for Internet后,再查看同样的地方,已改为 EA 08 08 8F 3D。其实反汇编就知道,这5个字节就是 Jmp 3D8F:0808,而句柄为0x3D8F的模块,用HelpWalk能观察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一代码段( 模块名为TEXTMAN)。而偏移0808H处 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一个函数起始的地方,这实际上就是RichWin所重改写的ExtTextOut函数。退出Ri chWin后,再用HelpWalk观察GDI的Code1代码段,一切又恢复正常!这与前面的分析结论完全吻合!那么,下一个关键点就是如何动态修改Windows的函数代码,也就是汉化Windows的核心——"陷阱"技术。 zN4OrG0
&r5q,l&@n
四、"陷阱"技术 +$,Re.WnP
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。 \2i7\U
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: 86r5!@WN
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; %fqR
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。 g>@JGzMLP
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: %iN>4;T8
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); |W">&Rb<t#
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 Wy}I"q[~So
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): ,^#Jw`w^
*(lpStr+wOffset) =0xEA; cj/`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。 p
T(M>LP83
//源程序 relocate.c (\9`$
ETe4I`d{
#include <WINDOWS.H> x *Lt]]A
#include <dos.h> 5'~_d@M
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); XIeLu"TSL
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); Aw o)a8e
typedef struct tagFUNC )+E[M!34
{ @;Ttdwg#J
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 Ifj&S'():
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 P3$eomX'
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 ly[LF1t
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 tZrc4$D-
}FUNC; p\6cpf
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; I2ek`t]
//Windows主函数 \oQ]=dDCd%
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) l\HdB"nT
{ ^u/%zL
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 'Ts:.
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 DX>a0-Xj
WORD wOffset; //函数偏移 pm&THd
LPSTR lpStr; m7 =$*1k
LPLONG lpLong; E h%61/
char lpNotice[96]; GXNf@&
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); JE?p'77C
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); <#63tN9
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); AKNx~!%2
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); v0^9"V:y
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 &K)8
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ^S9y7b^;r
lpStr=GlobalLock(hMemData); bQAznd0
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); +Q*`kg'
//保存原函数要替换的头几个字节 ^
k^y|\UtZ
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); Tt[zSlIMx
Func.lOld=*lpLong; D7ex{SVA)
*(lpStr+wOffset)=0xEA; WA{igj@\
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; .=_p6_G
GlobalUnlock(hMemData); W+XWS,(
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); 5/48w-fnZ
//将保留的内容改回来 A5?"
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); q^@*{H
lpStr=GlobalLock(hMemData); k_=SDm a
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); D-3[#~MV
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; R+sT
&d
*lpLong=Func.lOld; ^\)a[OWp
GlobalUnlock(hMemData); L\yVE
J9x
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); JuRoeq.
return 1; fSh5u/F!
} *P()&}JK
~Eut_d
//自己的替代函数 yev!Nw
D{|q P
nE4
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* f49kf**
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) NGra/s,9|
{ ^s,3*cAU
BYTE NameDot[96]= \}-4(Xdaq
{ ;'!x
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, _iwG'a[`
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, ^({)t
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, }E`Y.=
S
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, z,HhSW?&^
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, ~ KK9aV{
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, 77e*9/6@
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88,
Xo^8o0xi
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, S"Al[{
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, ;yH>A ;,K%
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 r)(5,*v
}; _sjS'*]
*0WVrM06?
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; +vc +9E.?9
HDC hMemDC; Xj?Wvt
BYTE far *lpDot; LS@TTiN
int i; %cNN<x8
for ( i=0;i<3;i++ ) #J5BHY~
{ <H[w0Z$
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; 5zuwqOD*
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); n}p G&&;q
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); e8a^"Z`a
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); $+eeE
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); $0* sjXV
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); 6iFlz9XiI
DeleteDC(hMemDC); d[9,J?'OQ
DeleteObject(hBitmap); +sNS
} HC0juT OiO
return TRUE; o$_0Qs$
} [V}vd@*k
.=y=Fv6X
//模块定义文件 relocate.def /%$Zm^8c
ZvY"yl?e
NAME RELOCATE OjU{r N*
EXETYPE WINDOWS qLR;:$]Q&8
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE 7KtU\u
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE HG]ARgOB
HEAPSIZE 1024 ]&'!0'3`
EXPORTS dT`nR"
8)B{x[?|
五、结束语 PW*Vfjf4
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。