"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 i,A#&YDl
PNF?;*`-{7
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。 ).` S/F
D\w h;r
一、发现了什么? {rfF'@[
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。 DS-0gVYeDW
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): ?[<Tx-L
j"^+oxH
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v }8|[;Qa`y
.................................. fj7|D'c
-9
!.m
6 type offset target }G o$
\Bk
BASE 060a seg 2 offset 0000 vb 1@yQ
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS Z=B_Ty
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES 1g##sSa6
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) b`yZ|j'ikd
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) SK1!thQy
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) DFhXx6]
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) e^4 p%
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) sDr/k`>
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) dkgSvi :!
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) YprHwL
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) 5uq3\a
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) fO'Wj`&a
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) "mL++>ZSQ
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) c4&' D;=
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) 73{'kK
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) /525w^'pd
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) f/WQ[\<!I
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) iGB_{F~t4}
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) ZyOv.,y
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) dm-pxE "
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) />'V!iWyz
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) [7(-T?_
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) *k"|i*{
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE L
%ip>
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) ReiB $y6
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) 26X+
}^52
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) m)V/L]4
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) f\'{3I29
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) !O\;Nua
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) N#lDW~e'
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) '$4O!YI9@
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) e%8|<g+n6
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) DD" $1o"
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) 1/p*tZP8i
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) {G <kA(Lm
syU9O&<
35 relocations y/e2l
dz~co Z9
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) vR0];{
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 cvwhSdZu8
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 dKl^jsd
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 + OV')oE
R52I=
a5,*
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 zF5uN:-s
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 Oj<S.fi
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 ["\;kJ.
主要的三个模块,有如下的关系: +,~zWv1v
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 0]D0{6x8
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 8|E'>+ D_-
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 JS}{ %(B
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 XLMb=T~S
以GDI模块为例,运行结果如下: s1|/S\
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe hOhS)
Kwc6mlw~M
Exports: VqL.iZ-
+[SgO}sF
rd seg offset name 2pdvWWh3l
............ pP(XIC
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data eIl]oC7*
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data xBu1Ak8w
............ R/"x}B1d
qfcYE=
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 JCAq8=zM
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 '`1CBU$
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: (98Nzgxgx}
6 type offset target :eo
-,K!
.......... >
iE!m
]*7Y~dO
PTR 0442 imp GDI.351 EUsI%p
oK{ V7
.......... UT}i0I9
oD}uOC}FS{
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。 E( us'9c
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。 vkLC-Mzm<
m Sk5u 7
三、动态汉化Windows原理 lO2[JP
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。 E^U0f/5
m
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? sB69R:U;
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。 8w({\=
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。 iAa;6mH
"`6n6r42
四、"陷阱"技术 (H+'X}1
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。 Zo>]rKeV
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: lI>SUsQFfm
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; a<]B B$~
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/13~UM\
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: I(=V}s2
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); QRLt9L
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 2w)-\/j}
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): >
xIJE2
*(lpStr+wOffset) =0xEA; Z,iHy3`
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。 xq"Jy=4Q*
//源程序 relocate.c #97h6m?
Fs[aa#v4B
#include <WINDOWS.H> VbBPB5 $q
#include <dos.h> &~CY]PN.
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); B c2p(z4
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); >vo=]cw
typedef struct tagFUNC y\{%\ $
{ ax
41N25
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 DNP13wp@
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 .jMq
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 A<;SnXm
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 gk`zA
}FUNC; +**!@uY
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; .5
//Windows主函数 h<~7"ONhV
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) soCi[j$lH
{ [
Bl c^C{f
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 y!]CJigpZ
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 ExRe:^yU\
WORD wOffset; //函数偏移 ?k(\ApVHj
LPSTR lpStr; ws^4?O
LPLONG lpLong; sUE?v9
char lpNotice[96]; Fv<`AU
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); r1fGJv1!o
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); B7]MGXC
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); P'Q+GRpSw
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); D-N8<:cA
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 s=42uKz
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); n("0%@ov
lpStr=GlobalLock(hMemData); " LJq%E
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); q{+_
<2U|
//保存原函数要替换的头几个字节 10H)^p%3+
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); <oz!H[!
Func.lOld=*lpLong; zRPeNdX
*(lpStr+wOffset)=0xEA; *{+G=d
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; .CFa9"<
GlobalUnlock(hMemData); Ao/ jt<
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); |g*XK6
//将保留的内容改回来 ;qBu4'C)T
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); T9s2bC.z55
lpStr=GlobalLock(hMemData); @gG<le6
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ES40?o*]x
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; w|Nz_3tI
*lpLong=Func.lOld; In[Cr/&/Y
GlobalUnlock(hMemData); #h/Mbj~S
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); )XWP\
h
return 1; |.wEm;Bz
} H'HSD,>(
U#U]Pt
//自己的替代函数 SB)5@
nmS
9Vf1Xz
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* qpXWi
&g
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) (dv]=5""
{ a5w:u5
BYTE NameDot[96]= 'MY/*k7:
{ 2=_gf
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, f47M#UC
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, zhf.NCSt(
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, O eL}EVs8=
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, Bm]8m=p
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, c*@G_rb
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, QD%L0;j
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, `:axzCrCfR
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, hqRw^2F
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, 6"}?.E$
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 be +4junf
}; +a*tO@HG
"Y\_TtY
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; #UbF9})q
HDC hMemDC; cH>%r^G\
BYTE far *lpDot; l<N}!lG|
int i; ."FuwKSJCo
for ( i=0;i<3;i++ ) `hb%+-lj+
{ QcpXn4/*
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; l<);s
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); QVtQx>K`
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); a1@Y3MQ;i
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); ooQQ-?"m
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); NC38fiH_N
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); 7.`fJf?
DeleteDC(hMemDC); db6mfxi
DeleteObject(hBitmap); 1/"WD?a
} rdJR 2
return TRUE; s-v
} H*)NLp
]9@F~)
//模块定义文件 relocate.def z^<"x|:
=W'Ae,&
NAME RELOCATE r-<F5<H+K@
EXETYPE WINDOWS IC7M$
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE [Vma^B$7Vj
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE ,{mCf^
HEAPSIZE 1024 ?Ec7" hK
EXPORTS f`Fi#EKT
zE_i*c"`
五、结束语 D
gaMO,
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。