"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 ip674'bq7R
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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。 :OX$LCi
>OTl2F}4 !
一、发现了什么? -Fa98nV.WB
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。 $&Ac5Zo%}
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): +qZc}
7rJF
1zR/HT
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v $BaK'7=3*
.................................. g X8**g'
`_0)kdu
6 type offset target @%%bRY
BASE 060a seg 2 offset 0000 W`5a:"Vg
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS M.t@@wq
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES CJ:uYXJJ:z
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) 67fIIXk&
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) 6VGo>b;
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) 0+p
5/5
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) q:W q8
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) Qv\bLR
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) =_uol8v
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) ;i}i5yv2
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) ^YqbjL
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) dUZ$wbV%h
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) =}"R5
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) "W3W:vl!
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) 3 ^pYCK%
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) :K:f^o]s
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) s v6INe:
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) .dt#2a_5q
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) vD_u[j]
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) {q})kO
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) i5Eeg`NMl
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) )'=V!H#U*
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) G}s;JJax
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE Q^vGj</u
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) {GAsFnZk
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) $>EqH?EQ
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) nQ!N}5[z'
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) /^~p~HKtx
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) -S`TEX
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) .:T9pplq
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) \?r$&K]4
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) jm4)gmC
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) \3L$I-]m
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) iY}QgB< M
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) oO8]lHS?@
Z0{f
35 relocations G]at{(^Vz
Ls lM$
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) }Z^FEd"y
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 }WA<=9e
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。 M\9IlV?'
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。 &^AzIfX}Gw
B*32D8t`u
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 Ia=&.,xub
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 RFhU#
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。 gYRqqV
主要的三个模块,有如下的关系: |G>q:]+AV
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 5s#R`o%Z
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 <\+Po<)3j
·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。 fmtuFr^a1
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。 bGhhh/n
以GDI模块为例,运行结果如下: 3Gj(z:)b
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe %f_FGh
tP&{ J^G
Exports: b8eDD+ul k
m=#aHF
rd seg offset name }{P&idkv
............ _F! :(@}
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data vM5k4%D
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data (H'_KPK
............ G[ ,,L
?Ozk^#H[
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。 aeLBaS
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。 1hF2eNh
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: \o0z@Ntq
6 type offset target 6-D%)Z(
?SHc}iaU#
.......... hgF21Oj9
I|GV
:D
PTR 0442 imp GDI.351 J11dqj
Pw0{.W~r
.......... kt;}]O2%R
s4^[3|Zrr0
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。 1!K!oY
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。 HJnv'^yn
'2;Ny23
三、动态汉化Windows原理 hz&^_G6`
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。 Y+|L3'H
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? r!"CH5dT
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。 U{j5kX
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。 9 |us<k
]H@v
四、"陷阱"技术 r0rJ.}!
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。 &f
(sfM_n
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: x0}<n99qE
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; |:!EHFr
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。 FcuEeca
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: %:yHMEG]'
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); }Z~pfm_S
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 8Sd?b5|G~
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): " 8~f
*(lpStr+wOffset) =0xEA; m0dFA<5-
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。 8A`p
//源程序 relocate.c okd
``vG
^(E"3 c
#include <WINDOWS.H> 'XC&BWJ
#include <dos.h> sDz)_;;%
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); r4]hS`X~%
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); a!s.850@
typedef struct tagFUNC `?Y_0Nh>
{ d;@E~~o?B]
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 H24ate?t,
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 @g@fL %
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 O c^6u
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 Rx@%cuP*
}FUNC; e<: 4czh8
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; eSQzjR*
//Windows主函数 EhmUX@k],
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow)
KT]J,b
{ H| eD/6K
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 .3S\Rrv
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 '#pMEVP
WORD wOffset; //函数偏移 -(%ar%~Zd
LPSTR lpStr; mjkw&2
LPLONG lpLong; 3Vb=6-|
char lpNotice[96]; Mp DdJ,
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); a:(: :m
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); "(HA9:
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); KoxGxHz^Y3
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); {="Su{i}}
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 lEVQA*u[
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); 'p|Iwtjn>
lpStr=GlobalLock(hMemData); oF 1W}DtA
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); mE3SiR "
//保存原函数要替换的头几个字节 @8 oDy$j
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); {GG~E54&B
Func.lOld=*lpLong; L*SSv
wSL
*(lpStr+wOffset)=0xEA; vUodp#s
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; 5kRwSOG%'
GlobalUnlock(hMemData); YI? C-,
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); Nv*E .|G
//将保留的内容改回来 $9
&Q.Kpq>
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); VDb,$i.Z0
lpStr=GlobalLock(hMemData); ~|0F?~eR7
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); T9U2j-lA?
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; QTrlQH&p
*lpLong=Func.lOld; yP1Y3Tga=
GlobalUnlock(hMemData); ~t.WwxY+
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); +*r**(-Dm
return 1; JYVxdvq1
} {{4p{
ib""Fv7{
//自己的替代函数 q|Pt>4c5?
8-y: == C
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* \h'E5LO
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) +cE tm
{ CLFxq@%nu~
BYTE NameDot[96]= 67KRM(S
{ yjM@/b
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, 08d_DCR
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, "`$'tk[
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, +|}K5q \
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, #<PA-
y
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, 35N/v G0
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, HIWmh4o/.
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, zw%n!wc_\
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, #)h
~.D{
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, $<>EwW
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 bVAgul=__
}; %t5BB$y
bCaPJ!ZO
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; 8#d1}Y
HDC hMemDC; vwqN;|F
BYTE far *lpDot; kUaGok?
int i; hB GGs
for ( i=0;i<3;i++ ) *n|0\V<
{ tci%=3,)
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; w?$u! X
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); 8t*%q+Z
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); VM V]TPks>
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); mB|mt+
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); >kDdWgRQ
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); 5[j!\d}U
DeleteDC(hMemDC); eV{FcJha
DeleteObject(hBitmap); " jQe\
} "<jEI /
return TRUE; mZ0oa-Iy
} fO|~Oz<S
0@FM^ejA#
//模块定义文件 relocate.def e
ka@?`
AZ9\>U@hD
NAME RELOCATE "aCb;2Rs
EXETYPE WINDOWS
UA!Gr3
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE j~L1~@
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE N5 rG.6K
HEAPSIZE 1024 i\Q"a B"r
EXPORTS c]>&6-;rf
N>nvt.`P
五、结束语 |n6Q
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。