"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 drvrj~o:
U$S{j&?
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 CNhLp#
sk*vmxClY
一、发现了什么? t/3HX]B_
笔者多年来一直从事Windows下的软件开发工作,经历了Windows 2.0 、 3.0 、3.1 ,直至Windows 95、NT的成长过程,也遍历了长青窗口、长城窗口、DBWin、CStar、RichWin等多个Windows汉化产品。从现在看来,影响最大也最为成功的,当推四通利方的RichWin;此外,中文之星CStar与RichWin师出一门,其核心技术自然也差不多。其对外宣传采用独特的"陷阱" 技术即动态修改Windows代码,一直是笔者感兴趣的地方。 "{trK?-8%
EXEHDR是Microsoft Visual C++开发工具中很有用的一个程序,它可以检查NE(New-Exe cutable)格式文件,用它来分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就会发现与众不同的两点(以CStar 1.20为例): Cs\jPh;"
_xy[\X;9
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v LDYa{w-t
.................................. @%YbptT}
D6"d\Fm<
6 type offset target 4Xww(5?3
BASE 060a seg 2 offset 0000 KXpbee
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS ~N7;.
3 7
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES /8Z&Y`G
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) &0H_W xKeB
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) S]Di1E^r;_
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) 0{u%J%;
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) [_}8Vv&6
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) \Lg4 Cx
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) NqveL<r`
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) M%RH4%NZ0
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) IYHNN
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) l ?YO!$
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) ggm'9|
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) g_A#WQyh\'
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) gv D*^
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) Wa.!eAe}
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) \Y!=O=za]
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) p=Leoc1
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) ,j\uvi(Y
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) }J92TV
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) RL/7>YQ
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) l @@pXg3
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) PYY<
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE d(R8^v/L
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) d{@'&?tj
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) zb02\xvf
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) 6c/0OM#
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) [;F!\B-
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) D!Nc&|X^
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) ,!g/1m
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) X}C8!LA
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT )
U2vb&Qu/
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) a|3+AWL%
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) ,HmGp
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) Gv
}
W_Y56@7e
35 relocations DRXUQH
/Dt:4{aTOC
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) '"rm66
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 <mTo54g
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。 CWYOzqf
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。 [eTEK W]
T?.l_"%%d
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 tI#65ox#
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 }j2t8B^&:
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。 XtBEVqrhi
主要的三个模块,有如下的关系: ;:J"- p
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 mL'A$BR`
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 IDh`*F
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 Q^l!cL| {
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 [O!/hppN
以GDI模块为例,运行结果如下: %]tW2s"
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe FB>P39u
Xa$%`
Exports: ~Hj c?*
oblw!)
rd seg offset name Qx!Bf_,J
............ 00y(E@~
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data i??+5o@uTF
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data c*"P+
............ kXUJlLod
mY XL
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。 6!*zgA5M'
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。 bun_R-
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: |gINB3L
6 type offset target NxK.q)tj6
1L\r:mx3
.......... - JFW ,8=8
{c drMP@""
PTR 0442 imp GDI.351 j"zW0g!S
F%%mcmHD#
.......... `(O#$n
]lE5^<<
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。 0XyPG
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。 $I ,Np)i
I,&
gKgh
三、动态汉化Windows原理 i-dosY`81
我们知道,传统的汉化Windows的方法,是要直接修改Windows的显示、输入、打印等模块代码,或用DDK直接开发"中文设备"驱动模块。这样不仅工作量大,而且,系统的完备性很难保证,性能上也有很多限制(早期的长青窗口就是如此),所以只有从内核上修改Windows核心代码才是最彻底的办法。 w^3S6lK
从Windows的模块调用机制,我们可以看到,Windows实际上是由包括在KERNEL、GDI、US ER等几个模块中的众多函数支撑的。那么,修改其中涉及语言文字处理的函数,使之能适应中文需要,不就能达到汉化目的了吗? ]f wW
dtz1
因而,我们可以得出这样的结论:在自己的模块中重新编写涉及文字显示、输入的多个函数,然后,将Windows中对这些函数的引用,改向到自己的这些模块中来。修改哪些函数才能完成汉化,这需要深入分析Windows的内部结构,但CHINESE.DLL已明确无误地告诉了我们,在其数据段的重定位表中列出的引用函数,正是CStar修改了的Windows函数!为了验证这一思路, 我们利用RichWin作一核实。 la$%%@0/
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。 &/otoAr(
^HI2Vp
四、"陷阱"技术 37M,Os1(
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。 l6IT o@&J
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: RcO.1@2
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; @|'9nPern
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^i\7'
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: =~)rT8+)
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); "#f5jH
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 6D{70onY+
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): Uhyf
*(lpStr+wOffset) =0xEA; .&>3nu
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。 X1V~.kvt)
//源程序 relocate.c ;~`/rh
V\
i?mUQ'H
#include <WINDOWS.H> Ru);wzky
#include <dos.h> }ZiJHj'<
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); 3 "Qg"\
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); /Vx
EqIK
typedef struct tagFUNC N7X(gh2h
{ Az>r}*FGr
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 ?PV@WrU>B
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 aan(69=jz
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 a
[f}-t9
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 |0_5iFAB|
}FUNC; rQTG-& ,
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut};
"tA.`*
//Windows主函数 V*@&<x"E
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) TA#pA(k
{ /}CAd
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 ("<4Ry.u
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 J10&iCr{r*
WORD wOffset; //函数偏移 @?0))@kPc3
LPSTR lpStr; GQE7P()
LPLONG lpLong; AD6 b
char lpNotice[96]; !D/W6Ic@
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); =65XT^
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); zYftgH_o
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); v.g Ai6
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); O8LIKD_I[
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 A\.{(,;kp
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); <jLL2-5r0
lpStr=GlobalLock(hMemData); ]XYD2fR2qA
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); #210 Yp#
//保存原函数要替换的头几个字节 xBqZ:
BQ
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); E*+]Iq1u
Func.lOld=*lpLong; JbXi|OS/
*(lpStr+wOffset)=0xEA; ;iUO1t)^
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; bGlr>@;-r
GlobalUnlock(hMemData); U1|{7.R
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); fvA167\
//将保留的内容改回来 W4nhPH(
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); =^)$my\C:
lpStr=GlobalLock(hMemData); X%`:waR
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); i> {0h3Y
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; DYgz;Y/%l
*lpLong=Func.lOld; #"[EVF0%1D
GlobalUnlock(hMemData); g}*p(Tp9:
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); F$O$Y[
return 1; * C*aH6*
} t
^1uj:vD
')(U<5y)
//自己的替代函数 $ao7pvU6
,lb}&uZo
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* 1I8<6pi-
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) B}N1}i+
{ ! 'Hd:oD<
BYTE NameDot[96]= x l=i_
{ Ejyo
oO45
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, H9WXp&
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, K4OiKYq
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, 0sF|Y%N
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, LFvZ 7M\\
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, !=6 \70lJ
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, $A T kCO
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88,
.P ??N
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, 0*AXd=)"*
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, Qp>Z&LvC5
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 lLU8eHf\
}; OLqynY
^RYq !l$
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; 8cuI-Swz
HDC hMemDC; zqp>Xw
BYTE far *lpDot; ? ^`fPH=
int i; +R;s<pZ^
for ( i=0;i<3;i++ ) 3kVN[0
{ eAG)+b
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; aF>&X-2
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); ieXi6^M$
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); *<X*)A{C
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); Sar1NkD#
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); ]oC"gWDYu
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); +M<W8KF
DeleteDC(hMemDC); @\W-=YKLg
DeleteObject(hBitmap); {P)O#
} T>J ,kh
return TRUE; -x|!?u5F
} be?Bf^O>
PM'2zP[*W
//模块定义文件 relocate.def )RQQhB
R]0`-_T
NAME RELOCATE @3bVjQ`4f
EXETYPE WINDOWS %OP|%^2
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE mmy/YP)
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE Qraa0]56
HEAPSIZE 1024 nC)"% Sa
EXPORTS OU!."r`9
,qNbo
11
五、结束语 ES8(:5
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。