"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 v0bP|h[t
o,?h}@
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。 xK5~9StP
7xO~v23oe
一、发现了什么? )YZx]6\l)
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。 ^ ]+vtk
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): wS
>S\,LV
u_8Z^T
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v ^i8(/iwdJE
.................................. }}"|(2I
PeLzZ'$D
6 type offset target (B?ZUXM,
BASE 060a seg 2 offset 0000 N0ef5J
JM`
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS :KGPQ@:O
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES Bo'v!bI7
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) X+N8r^&
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) k@gQY _
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) @~&^1%37)
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) gkca{BJ
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) qagR?)N)u
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) U]9k,#
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) WZP1g kX&M
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) b?,=|H
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) QNx xW2+
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) [8Z
!dj
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) Ht]O:io`
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) 5v=e(Ph+
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) [F{P0({%?
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) e nw*[D !
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) g+(Y)9h&
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) g'2;///
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) F%O+w;J4
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) ep*8*GmP
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) FMWM:
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) ^f,%dM=i=
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE Blj<|\igc
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) 1xO-tIp/
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) =Tfm~+7nE
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) r$x;rL4
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) hZ"Sqm]
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) ::-*~CH)
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) gyT0h?xDt
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) ;Sp/N4+
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) H6/gRv@
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) FC]n?1?<(
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) A5_r(Z-5
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) Ue"pNjd|
.kgt?r
35 relocations X!@ Y,
k]2_vk^
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) MN:LL
<
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 E Q:6R|L
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。 |=V~CQ]
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。 rD9:4W`^
|.-Muv
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 %7?Z|'\
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 8`90a\t'Z
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。 zw iS%-F
主要的三个模块,有如下的关系: u*rHKZ9i
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 q0NToVo@
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 *9EW&Ek
·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。 BPVOBL@
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。 x+DecO2
以GDI模块为例,运行结果如下: cIrc@
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe k~fH:X~x
kdhwnO
Exports: |t~>Xs
U~M!T#\s
rd seg offset name >5D;uTy
u
............ ViG>gMG v
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data GR_caP
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data n9-WZsc1
............ vF/wV'Kk
e0<O6
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。 nyBT4e
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。 Zq5~M bldh
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: 432]yhQ
6 type offset target yD@eT:lyi
D'BGoVP
.......... ^MG"n7)X
M|{NC`fa
PTR 0442 imp GDI.351 0s RcA -9
mU.c!|Y
.......... Dv&K3^~Rfb
b/
h#{'
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。 rj4R/{h
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。 {kr14l*2
ff~1>=^
三、动态汉化Windows原理 ~qK/w0=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。 \)ZCB7|
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? }<*KM)%
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。 tf[)| /M
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。 3Vak
C
q;7DH4;t
四、"陷阱"技术 }]JHY P\
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。 aM(x--UR=
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: DKkilqVM
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; :T<5Tq*+x
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。 hVui.]
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: !(Y,2{
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); T)',}=
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 Ba**S8{/`
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): y*p02\)
*(lpStr+wOffset) =0xEA; IIAmx[ b
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|6I
//源程序 relocate.c Z[eWey_
2(m#WK7>F
#include <WINDOWS.H> qwO@>wQ}~
#include <dos.h> N,3iSH=cN[
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); cv7:5P
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); P%N)]b<c*
typedef struct tagFUNC qB&Je$_uh
{ *N"CV={No
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 n=|% H'U
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 !Lw]aHb
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 .8T0OQ4
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 |=MhI5gsx
}FUNC; vo%"(!
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; IDL0!cF
//Windows主函数 FZLx.3k4
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) c] t@3 m
{ h_SkX@"/-
HANDLE hMemCode; //代码段句柄
Lw%_xRn)
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 [^^ Pl:+
WORD wOffset; //函数偏移 $48Z>ij?f
LPSTR lpStr; +_+j"BT
LPLONG lpLong; C\B4Uu6q
char lpNotice[96]; 0%4OmLBT
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); \O\q1
s~
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); WjCxTBI
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); A7|L|+ ?
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); "F6gV;{Bt
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 /bPs0>5
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); G=SMz+z
lpStr=GlobalLock(hMemData); 76KNgV)3
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); J_.cC
//保存原函数要替换的头几个字节 b&dv("e
4
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); -Mz [S
Func.lOld=*lpLong; d ez4g
*(lpStr+wOffset)=0xEA; ]}p<P):hO
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; "/mtuU3rt
GlobalUnlock(hMemData); O?cU6u;W
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); _l"nwEs
//将保留的内容改回来 SD<a#S\o
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ,>8w|951'
lpStr=GlobalLock(hMemData); )^+hm+27v
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ~"NuYM#@
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; 1hE{(onI
*lpLong=Func.lOld; N_Kdi%q
GlobalUnlock(hMemData); z?( b|v
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); x0:BxRx*
return 1; I~&9c/&
}
?r@^9
Gh@~~\
//自己的替代函数 i];P!Gm
Bv'%$}}-
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* j<k6z
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) |"I)1[7
{ py+\e"s
BYTE NameDot[96]= S(?A3 H
{ o]<9wc:FZ
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, a^pbBDi
W
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, bLAHVi<.
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, 2#r4dr0
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, :tI
F*pC
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, ,v,rY'
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, 0H]{,mVs
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, a@d 15CN
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, RHMXPsj
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, Lj9RF<39g
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 XmwAYf
}; u3GBAjPsIk
\C h01LR"
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; 2E[7RBFY+\
HDC hMemDC; / of K7/
BYTE far *lpDot; 2J8:_Ql3I
int i; : -d_
for ( i=0;i<3;i++ ) :dAd5v2f
{ q!?*M?Oz
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; W)/^*,
Q7
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); "Y=`w,~~
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); ?Rx(@
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); \7"|'fz
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); qc5[e
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); lg~7[=%k#
DeleteDC(hMemDC); $|.8@
nj
DeleteObject(hBitmap); )1KyUQ\e
} qq]Iy=
return TRUE; X<P
<-e9
} -!:5jfT"
#mA(x@:*
//模块定义文件 relocate.def OTdijQLY
{G VA4=UAE
NAME RELOCATE s&(;
EXETYPE WINDOWS y,3ZdY"
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE kuV7nsXiQ
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE ``Q6R2[|)
HEAPSIZE 1024 ;'= cNj
EXPORTS kMMgY?
$i5J}
五、结束语 7K:V<vX5
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。