"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 rglXs
K($Npuu]
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 6<QQ@5_
mO7]9p
一、发现了什么? sY&IquK^
笔者多年来一直从事Windows下的软件开发工作,经历了Windows 2.0 、 3.0 、3.1 ,直至Windows 95、NT的成长过程,也遍历了长青窗口、长城窗口、DBWin、CStar、RichWin等多个Windows汉化产品。从现在看来,影响最大也最为成功的,当推四通利方的RichWin;此外,中文之星CStar与RichWin师出一门,其核心技术自然也差不多。其对外宣传采用独特的"陷阱" 技术即动态修改Windows代码,一直是笔者感兴趣的地方。 .*Y
EXEHDR是Microsoft Visual C++开发工具中很有用的一个程序,它可以检查NE(New-Exe cutable)格式文件,用它来分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就会发现与众不同的两点(以CStar 1.20为例): *i%.;Z"
=8.
,43+
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v kbQ>a5`,x
.................................. #=A)XlZMd
L L~%f
&_
6 type offset target *])
`z8Ox
BASE 060a seg 2 offset 0000 :g0zT[f
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS uo8YP<q
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES jV1.Yz(`
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) EV%gF
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) wlqksG[B
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) \ Gvm9M
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI )
cdT7
@
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) .Yn_*L+4*
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) kn4`Fa;)O
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) Bj;'qB>3
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) {4Cmu;u
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) 583|blL
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) '-~~-}= sJ
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) 1>h]{%I
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) ;4|15S
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) <\^8fn
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) }Zn}
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) aX'*pK/-
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) sDlO#
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) aEeodA<(
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) Z@!+v19^
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) e*NnVys
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) /nA{#HY
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE VpDbHAg
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) BW4J> {
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) htF] W|z
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) ggR.4&<
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) gjD Ho$
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) HIZe0%WPw
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) 2^nxoye
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) E ~<JC"]
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) ] (8[}CeL
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) '5$b-x6 F
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) >|UOz&
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) %IWPM"
2FJ*f/
35 relocations ^<2p~h0
\
3f{3NzN
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) lt8|9"9<
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 aqk!T%fg
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。 UZ+<\+q3^
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。 M .mfw#*
t'ql[
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 eeB{c.#
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 N`e[:[
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。
_w+Qy.
主要的三个模块,有如下的关系: cVF"!.
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 3
Za} b|
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 AoxA+.O
·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。 U>N1Od4vTO
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。 m9rp8r*e
以GDI模块为例,运行结果如下: wbl&
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe t%=tik2|7
y}|s&4Sq
Exports: S<Xf>-8w
}5"u[Z.
rd seg offset name Lp9E:D->
............ oCz/HQoBk
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data /7YIn3
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data <RL]
............ <)D$51 &0
DB,J3bm
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 zTU0HR3A
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 Y76gJ[yjn
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: H4+i.*T#
6 type offset target ep{FpB
]h5tgi?_l
.......... PEZ!n.'S
oOFVb5qoFU
PTR 0442 imp GDI.351 |yPu!pfl
61U09s%\0
.......... Cp0=k
F:S}w
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 =t?F6)Q
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 EADqC>
w``U=sfmV
三、动态汉化Windows原理 >^3i|PB
我们知道,传统的汉化Windows的方法,是要直接修改Windows的显示、输入、打印等模块代码,或用DDK直接开发"中文设备"驱动模块。这样不仅工作量大,而且,系统的完备性很难保证,性能上也有很多限制(早期的长青窗口就是如此),所以只有从内核上修改Windows核心代码才是最彻底的办法。 Qo|\-y-#
从Windows的模块调用机制,我们可以看到,Windows实际上是由包括在KERNEL、GDI、US ER等几个模块中的众多函数支撑的。那么,修改其中涉及语言文字处理的函数,使之能适应中文需要,不就能达到汉化目的了吗? PCtzl)
因而,我们可以得出这样的结论:在自己的模块中重新编写涉及文字显示、输入的多个函数,然后,将Windows中对这些函数的引用,改向到自己的这些模块中来。修改哪些函数才能完成汉化,这需要深入分析Windows的内部结构,但CHINESE.DLL已明确无误地告诉了我们,在其数据段的重定位表中列出的引用函数,正是CStar修改了的Windows函数!为了验证这一思路, 我们利用RichWin作一核实。 k!Y, 63V=
用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函数在GDI的第一代码段6139H偏移处(不同版本的Windows其所在代码段和偏移可能不一样)。然后,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +开发工具中的一个)检查GDI的Code1段,6139H处前5个字节是 B8 FF 05 45 55,经过运行Ri chWin 4.3 for Internet后,再查看同样的地方,已改为 EA 08 08 8F 3D。其实反汇编就知道,这5个字节就是 Jmp 3D8F:0808,而句柄为0x3D8F的模块,用HelpWalk能观察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一代码段( 模块名为TEXTMAN)。而偏移0808H处 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一个函数起始的地方,这实际上就是RichWin所重改写的ExtTextOut函数。退出Ri chWin后,再用HelpWalk观察GDI的Code1代码段,一切又恢复正常!这与前面的分析结论完全吻合!那么,下一个关键点就是如何动态修改Windows的函数代码,也就是汉化Windows的核心——"陷阱"技术。 X"eYK/7
r9?Mw06Wc5
四、"陷阱"技术 h/Y'<:
讨论"陷阱"技术,还要回到前面的两个发现。发现之二,已能解释为修改的Windows函数,而发现之一却仍是一个迷。 j#4kY R{
数据段存放的是变量及常量等内容,如果这里面包含有重定位信息,那么,必定要在变量说明中将函数指针赋给一个FARPROC类型的变量,于是,在变量说明中写下: tQ#n${a@f
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; 1?l1:}^L
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。 YGNP53CU
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: N8df8=.kw
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); )vlhN2iv
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 rYk0
ak
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): wUJcmM;
*(lpStr+wOffset) =0xEA; r5^eNg k
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。 k+*u/neh
//源程序 relocate.c x]j W<A
UJ2U1H54h
#include <WINDOWS.H> xyXa .
#include <dos.h> 4^<?Wq~
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); 3Jn;}
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); ]6j{@z?{
typedef struct tagFUNC C;yZ
{ #GFr`o0$^
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 @2i9n
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 <:CkgR$/{
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 ))Za&S*<
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 r<$y=B
}FUNC; M"L=L5OH-
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; RxQ *
//Windows主函数 /yZcDK4
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) 1|:KQl2q
{ ;n;p@Uu[
b
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 Q/Rqa5LI:
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 h{qgEIk&
WORD wOffset; //函数偏移 +b6v!7_
LPSTR lpStr; yB!dp;gM{
LPLONG lpLong; x4O~q0>:Le
char lpNotice[96]; +kD
R.E:
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); `WS&rmq&'
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows );
v"0J&7!J
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); N2o7%gJw
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); /$%%s=@IL
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 nJ;.Td
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); e|r`/:M
lpStr=GlobalLock(hMemData); }6ldjCT/,
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); %"-5 <6d
//保存原函数要替换的头几个字节 !()Qm,1u
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); ~$J2g
Func.lOld=*lpLong; -G=]=f/'
*(lpStr+wOffset)=0xEA; ?V=CB,^
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; E?@m?@*/
GlobalUnlock(hMemData); y1#1Ne_
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); 2~2 O V
//将保留的内容改回来 Ho]su?
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); :23P!^Y
lpStr=GlobalLock(hMemData); 6S{l'!s'
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); -Qe'YBy:
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; @(lh%@hO
*lpLong=Func.lOld; HVAYPerH
GlobalUnlock(hMemData); nr#|b`J]
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); 2KZneS`
return 1; nr3==21Om4
} ~>XxGjxe
GtHivC
//自己的替代函数 lLIAw$
qxj(p o
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* wgA_38To
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) !`r$"}g
{ GN>@ZdVG}#
BYTE NameDot[96]= ,fRq5"?
{ &e3.:[~_?
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, _VXN#@y
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, dF2RH)Ud
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, I`#JwMU;m
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, ss-D(K"
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, yCo.cd-
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, ," ql5Q4
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, ##ANrG l
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, W_ZJ0GuE(
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, )pn3~t<ed
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 Vw"\{`
}; M3Kfd
'B}qZCy W
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; XX~,>Q}H=
HDC hMemDC; IGN1gs
BYTE far *lpDot; y+;|Fz
int i; %XTI-B/K
for ( i=0;i<3;i++ ) MO]&bHH7;
{ rM"l@3hP
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; +/\6=).\
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); tnIX:6
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); "7`<~>9t.
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); GKCroyor
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); jh$='G n
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); azU"G(6y?+
DeleteDC(hMemDC); ?fS9J
DeleteObject(hBitmap); .p$(ZH =~
} B-ESFATc
return TRUE; xLn%hxm?,
} YbLW/E\T
Dhv3jg;lq
//模块定义文件 relocate.def .sA.C]f
uIrG* K
NAME RELOCATE PRT +mT
EXETYPE WINDOWS YoE3<[KD(
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE -.3w^D"l
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE F5#YOck&,
HEAPSIZE 1024 qY#6SO`_iy
EXPORTS aN=B]{!
Qci]i)s$js
五、结束语 @lt#Nz
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。