"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 A7U]wW9
ScN'|Ia.-
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。 6ZvGD}/
-8Z;s8ACo
一、发现了什么? {lv@V*_Y0
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。 eK8y'VY
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): d v8q&_
=;HC7TUM&
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v {|!>
{
.................................. }
O:Y?Wq^
Fa]|Y
6 type offset target 3^!Y9$y1
BASE 060a seg 2 offset 0000 iX]tL:,~i
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS 5~,usA*
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES x:wv#Wh:l7
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) d8N{sT
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) f2*e&+LjTP
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) )4O>V?B
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) (FVHtZi7
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) E\/J& .
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) Ms>CO7Nvy
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) Ja4j7d1:
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) $kAal26 z
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) Fy#y.jK9v
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) pB(|Y]3A
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) L!| `IK
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) #(Xv\OE
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) S{d]0
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) {TOz}=R"3h
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) lGhhH_
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) T<ka4
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) c^F@9{I
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) QgF2f/;!
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) 9*Z!=Y#4,
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) ^n%9Tu
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE (fqU73
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) qh~$AJ9sB
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) DeK&_)g| Z
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) *8% nbR
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) mb GL)NI
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) qsG}A
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) |s!<vvp]
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) <^n@q f}
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) z(dDX%k@
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) p3Z[-2I
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) &iTTal.6
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) c&"OhzzJK'
?910ki_
35 relocations 4p6\8eytq.
Wr6y w#
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) /Z1>3=G by
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 bbG!Fg=qQ?
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。 ecdM+kP
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。 FT;I|+H*P
*r/o
\pyH
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 3gQ2wP*K
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 dUc?>#TU
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。 &BOG&ot
主要的三个模块,有如下的关系: __Egr@
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 ,<O|#`?"@G
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 _]Y9Eoz
·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。 M?v`C>j
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。
3J}/<&wv
以GDI模块为例,运行结果如下: $_+.D`vx`
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe ekPn`U
Q`HG_n@?
Exports: y{9<>28
,R*YI
rd seg offset name #XeEpdE
............ S]<%^W'
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data f^[u70c82
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data XQStlUw8+
............ :pNu$%q
!{S HlS
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。 AcIw;
c:
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。 w9,w?%F
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: 115zvW
6 type offset target W@WKdaJ
'-[?iF@l
.......... iX6'3\Q3A
E>&oe&`o'
PTR 0442 imp GDI.351 m%.7l8vT
NGAjajB
.......... 0#!Z1:Y
s}Q*zy
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。 gPY Cw?zQ
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。 te
b/
pVC;''E
三、动态汉化Windows原理 ^ Iy'<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。 HyJ&;4rf
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? 9D H}6fO
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。 #RTiWD[o
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。 (k<__W c_t
^ jT1q_0
四、"陷阱"技术 N6uKFQL:{
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。 jB0ED0)wX
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: /u pDbP.O
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; >OW>^%\!1
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。 r1AG1Y
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: l3;MjNB^V
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); k%h%mz
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 vF.Ml
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): rhO8 v
*(lpStr+wOffset) =0xEA; ;`}b
.S=n
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。 nI<Ab_EB
//源程序 relocate.c >o8N@`@VK-
j[&C6l+wH
#include <WINDOWS.H> l ArDOFl]x
#include <dos.h> p WLFJH}N
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); .J.|
S4D
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); dx[kG
typedef struct tagFUNC ?%wM 8?
{ sI#r3:?i
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 :Wmio\
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 pb=yQ}.
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 ~JSa]6:_+
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 P'p5-l UK
}FUNC; ^laf!kIP
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; &+-]!^2o
//Windows主函数 OE_>Kw7q
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) <s(<ax30
{ Q(7M_2e7
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 z! /
MBM
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 TP?HxO_C
WORD wOffset; //函数偏移 ]Q*eCt;l"K
LPSTR lpStr; u<a =TPAU
LPLONG lpLong; 6n5>{X
char lpNotice[96]; )1 =|\
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); us3fBY'
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); _.G p}0a
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); z{ydP Ra
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); BuIly&qbm<
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 >5+]~[S
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); _$YT*o@0J
lpStr=GlobalLock(hMemData); ye-R
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); s5SKQ#,@P
//保存原函数要替换的头几个字节 ~f:jI1(}
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); cri.kr9Y
Func.lOld=*lpLong; 9;k!dM
*(lpStr+wOffset)=0xEA; X`E3lgfqT
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; XP'7+/A
GlobalUnlock(hMemData); r7=r~3)
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); 5\|u]
~b
//将保留的内容改回来 e-.s63hm
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); K
oF4e:2>
lpStr=GlobalLock(hMemData); >:yU bo)
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); c _faW
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; 84uHK)h<%
*lpLong=Func.lOld; i9%cpPrg8
GlobalUnlock(hMemData); [#hoW"'Q9
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); ddiBjp2.!
return 1; 3vK,vu q
} }3&~YBx;:
$pOgFA1'
//自己的替代函数 b08s610fk
js#72T/_n
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* 4Ev#`i3~
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) RN"O/b}qQ
{ !04zWYHo
BYTE NameDot[96]= !^EdB}@yS
{ `[*n UdG
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, Q1yj+)_
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, RN0=jo!58
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, %Qc5_of
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, F:o<E 42
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, CS<,qvLpL
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, @&G< Np`
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, &/7D4!N]
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, ^`&?"yj<z
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, u{_jweZ
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 Z1t?+v+Ro*
}; vS$_H<;P
'8|y^\
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; :Vyr8+]
HDC hMemDC; N3`EJY_|V
BYTE far *lpDot; ue;o:>G
int i; J0eJRs
for ( i=0;i<3;i++ ) }wh
sZ
{ 1 ynjDin<
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; 10 D6fkjf
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); k]<E1 c/
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); t'{\S_
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); ]tzO)c)w;
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); } 9qbF+b
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); 4CT _MAj
DeleteDC(hMemDC); A"`^Abrm
DeleteObject(hBitmap); \z4I'"MC.9
} mx'!I7b(L/
return TRUE; dD Zds
k+!
} ]^j'2nJv0
PU6Sa-fQ2,
//模块定义文件 relocate.def Hik :Sqpox
tL;!!vg#V
NAME RELOCATE 1gTW*vLM\
EXETYPE WINDOWS !)}3[h0
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE 2KUm(B.I
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE ia!b0*<
HEAPSIZE 1024
Imi#$bF6
EXPORTS @4'bI)
yz CQ
五、结束语 J9kmIMq-C
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。