"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 _6^ vxlF
4UC/pGZY
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。 +7N6]pK|"
TBrAYEk
一、发现了什么? zrRt0}?xl
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。 IP&En8W+
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): h_*=_ 2|}
^X[Kr=:Jp
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v G/2@Mn-
.................................. zd>[uIOR
_
CXKJ]m4
6 type offset target B~u{LvTE
BASE 060a seg 2 offset 0000 zP
rT0
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS [)Xu60?Q
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES OA4NXl'
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) ?n\~&n'C
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) @bfaAh~
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM )
-NiFO
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) '[`.&-;
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) )&se/x+
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) P,CJy|[L
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) htMsS4^Kvd
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) 7&'^H8V
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) %q2dpzNW
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) _+z@Qn?#6h
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) (<itE3P
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) j=PQoEtU'<
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) H8Pil H
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) W{1=O)w
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) 1#aOgvf
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) &tLg}7?iB
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) wf6ZzG:
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) 1S
0GjR
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) ZKAIG=l&!
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) X7NRQ3P@
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE P,xayy
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) Ds&)0Iwf
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) Vy-H3BR
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) XH1so1h
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) Gv?3}8Wp
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) k,X` }AJ6
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) 1 (P>TH
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) ~Jp\'P7*
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) [<`xAh_,
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) u2 -%~Rlo
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) N%_-5Q)so
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) QIBv}hgcy
k{y@&QNj
35 relocations W*`2lf
sBZKf8 @/
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) DWm$:M4z
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 /_o1b_1U
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 !_l W#feR
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 c 6E@+xU
&P[eA u
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 Kdik7jL/J
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 @~QW~{y
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 DE."XSni
主要的三个模块,有如下的关系: Ks8S^77
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 Hd2Sou4-j
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 o LuGW5wzj
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 .CQ
IN] iD
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 C1r]kF
以GDI模块为例,运行结果如下: [M
Z'i/
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe oxH S7b
nCGLuZn
Exports: 8yB
v)okVyv
rd seg offset name ^|>vK,q$I
............ Tx`;y|
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data xh_6@}D2J
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data nd'zO#"m?
............ %89f<F\V
|a3)U%rUEQ
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。 g[q1P:I@W
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。 ~O
65=8
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: h&NcN-["
6 type offset target T$0//7$')
0Evmq3,9
.......... -P(q<T2MV'
zRL[.O9
PTR 0442 imp GDI.351 x AkM_<
&N[~+"
.......... }yK_2zak5i
~
9^1m
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。 kNd[M =%
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。 Beiz*2-}a
=HQH;c"
三、动态汉化Windows原理 {%N*AxkvId
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。 `:}GE@]
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? =5[}&W
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。 &owBmpz
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。 ) e;)9~
]lXTIej`dy
四、"陷阱"技术 ,l.O @
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。 qyP@[8eH
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: CLdLO u"
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; esLPJx
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。 b U-Cd
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: Tm.(gK
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); &t5pJ`$(Cy
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 *jCXH<?R
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): #T99p+O
*(lpStr+wOffset) =0xEA; >(<OhS(
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
7scv%i
//源程序 relocate.c ZgcA[P
di
"rvw;R
#include <WINDOWS.H> @j K7bab:
#include <dos.h> R1!{,*Gy
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); pV=X
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); Vx~[;*{,C9
typedef struct tagFUNC "o*F$7D!
{ (=j]fnH?
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 Y 'Yoc
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 cZe,l1$
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 MV-fDqA(
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 &s_[~g<
}FUNC; Ja4O*C<
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; %F3M\)jU
//Windows主函数 gLaFIeF<+
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) g|9'Lk
{ CKNC"Y*X
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 JY(_}AAu
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 p,* rVz[Y
WORD wOffset; //函数偏移 1ZJP.T`
LPSTR lpStr; )Jz L
LPLONG lpLong; [;7&E{,C
char lpNotice[96]; Sy6Y3 ~7
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); %4Y/-xF}9,
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); V)mRG`L
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); ^cz#PNB
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); nr
Jl>H
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 6wYd)MDLL
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); k#_B^J&d
lpStr=GlobalLock(hMemData); I8d#AVF2
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); vj]-p=
//保存原函数要替换的头几个字节 }oIA*:5
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); ~c%H3e>Jcq
Func.lOld=*lpLong; >)YaWcI
*(lpStr+wOffset)=0xEA; th}Q`vg0
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; 4nmc(CHQ:
GlobalUnlock(hMemData); t4R=$
km
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); qgbp-A!2zF
//将保留的内容改回来 `f,SY
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); IP~*_R"bM
lpStr=GlobalLock(hMemData); 8%S5Fc#am
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 3Kc
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; R*lJe6
*lpLong=Func.lOld; nsQx\Tnhx
GlobalUnlock(hMemData); 7E*d>:5I
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); ZW{pO:-
return 1; 6nV]Ec~3[
} jc)[5i0
:8cp]vdW
//自己的替代函数 #]>Z4=]v
vY&[=2=
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* n@<+D`[.V
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) o(Yj[:+m
{ {hr>m,O%
BYTE NameDot[96]= X-%XZDB6
{ )F
Q
'^
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, ^vPM\qP#g
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, ,_?P[~1
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, x?v/|
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, ~UA:_7#\M
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, ,)^4H>~V
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, MwMv[];I
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, ejP273*ah
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, LxaR1E(Cc'
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, f mu `o-
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 ^EY^.?Mg
}; <2@V$$Qg.~
[9dW9[Z+!
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; rvrv[^a(
HDC hMemDC; Gxx:<`[ON
BYTE far *lpDot; L6S!?t.{Yv
int i; >Z@^R7_W
for ( i=0;i<3;i++ ) C{AVV<
{ X&R,-^
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; (|H1zO
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); F*Lm=^:
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); Plpt7Pa_
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); OtK=UtVI
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); Q v=F'
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); g*]Gc%
DeleteDC(hMemDC); $KDH"J
DeleteObject(hBitmap); 67<Ym0+ =
} nHiE$Y
return TRUE; 6bj.z
} IjJO;
?VVtEmIN
//模块定义文件 relocate.def RE~:+.eB
7\ELr 5
NAME RELOCATE }s i{
EXETYPE WINDOWS ]3UEju8$
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE c!#DD;<Q
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE UOh%"h
HEAPSIZE 1024 gG5@ KD6k
EXPORTS c~j")o
#{97<sU\
五、结束语 *2wFLh
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。