"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 A#f@0W:
B}C"Xc
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。 +}J2\!Jw
w-"o?;)a
一、发现了什么? %, XyhS5[o
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。 [x'xbQLGd
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): vB#&XK.aW
Cn[`]
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v WpWnwQY`#
.................................. w f,7
eICk}gfun
6 type offset target m("!
M~1
BASE 060a seg 2 offset 0000 Jx[IHE
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS =k2In_
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES yo#& >W
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) ]b-Z;Nce
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) +79?}|
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) k]] (I<2
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) F]q pDv
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) Yvcd(2
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) ]o6Or,ml
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) rH8w||S2U
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) hmHm;l
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) !dv
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) 9pb4!=g*
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) % tN{
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) 6dt]$
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) ?R&,1~h
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) ;%"UZ~]f
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) o=X6PoJN_
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) 2n2{Oy>L
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) 1t
WKH
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) $,bLK|<hi
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) 6OkN(tL&.
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) pkWzaf
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE I;S[Ft8d
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) Wt"fn&R}
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) :CNHN2 J
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) :lcZ)6&S
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) g PU|Gv5
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) &s>HiL>f
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) 1l"A7
V
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) .#2YJ~
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) k`F$aQV9`
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) h1^q};3!W\
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) ~ou*'
w@
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) kQxY"HD
}:5AB93(
35 relocations sZ/~pk
L
5J=+k,
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) =cs;avtL
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 wyzj[PDS
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。 Eb7qM.Q] &
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。 #DXC6f
)cbe4
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 <]r.wn=}M
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 co r?#
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。 > nDx)!I
主要的三个模块,有如下的关系: ^,]'Ut
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 =toqEm~
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 j{?,nJdQ
·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。 2$.
u bA
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 (30{:o&^
以GDI模块为例,运行结果如下: ;;pxI5
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe kL 6f^MoL
oe}nrkmb
Exports: a)$"
?%J{1+hY
rd seg offset name -ve{O-;
............ rhO
]4A
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data g4cmYg3
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data 4\H:^U&
............ 2-Y%W(bEzs
-x=abyD
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。 sPYG?P(l
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。 R?a)2jl
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: 7afD^H%
6 type offset target + |Z1U$0g
x]&V7Y
.......... $`W.9
U$@p"F@P
PTR 0442 imp GDI.351 )sWdN(E3
axW3#3#`
.......... -yHVydu=
=/&ob%J)9]
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。 4#MvOjA5[
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。 2cY7sE068
PsU.dv[
三、动态汉化Windows原理 POwJhT
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。 <cW$
\P}hV
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? Va/LMw
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。 T>2) YOx
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。 d?C8rkV'
qRT1W re
3
四、"陷阱"技术 +/y 3]}
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。 M)C.bo{p
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: }2:/&H'
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; Y
O;N9wu3f
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。 Sd'!(M^k3
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: dtw1Am#Ci
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); ; {$9Sc $
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 P*_!^2
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): e;\g[^U
*(lpStr+wOffset) =0xEA; -} \g[|
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。 C2NJrg4(
//源程序 relocate.c m/gl7+
p8o
~
#include <WINDOWS.H> Sh(
#include <dos.h> ;
>Tko<
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); )F4H'
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); v_?0|Ei[
typedef struct tagFUNC TkXD#%nFY
{ a@$ U?=\e
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 Aq@_^mq1A
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 q[`)A?Ae
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 "vQ$RW
-
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 0|E!e
}FUNC; N>!RKf:ir
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; I9O!CQCTt
//Windows主函数 +O>!x#)&"
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) ,TPNsz|Q
{ s1.YH?A;
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 S G|``}OA
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 Tu2BQ4\[
WORD wOffset; //函数偏移 Fn.wd`'0
LPSTR lpStr; E,&BP$B
LPLONG lpLong; 7t= e"|^
char lpNotice[96]; NPc]/n?vDj
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); G{
~pA4
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); JYB"\VV
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); H)S" `j
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); sJo]$/?F
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 ,Q!sns[T
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); k0~mK7k
lpStr=GlobalLock(hMemData); &0Yv*,4]
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ]v j=M-:+
//保存原函数要替换的头几个字节 F* "
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); 6KC.l}Y*
Func.lOld=*lpLong; a<9gD,]P
*(lpStr+wOffset)=0xEA; Q= IA|rN
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; rlTCVmE8[
GlobalUnlock(hMemData); 1Y!"C
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); g BfYm
//将保留的内容改回来 ZLw7-H6Fh
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); }mQ7N&cC
lpStr=GlobalLock(hMemData); ]ZKmf}A)1P
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ZRN*.
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; t:NTk(
*lpLong=Func.lOld; vn<z\wVbf
GlobalUnlock(hMemData); g]?&qF}
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); {E`[`Kf
return 1; 4UD<g+|
} :#W40rUb
xp-.,^q\w
//自己的替代函数 )\#w=P
3`[f<XaL
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* Sn=|Q4ZN
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) -3`S;Dmn
{ ?Iy$'am]L
BYTE NameDot[96]= _ #]uk&5a
{ Kcv7C{-/
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, S^0Po%d
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, aC:Sy^Tf
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, `(s&H8x#
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, ))f%3_H
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, >MD['=J[d
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, 6U[`CGL66
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, t=M:L[bis;
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, C5oslP/@
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, U5Say3r
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 R&}"En`$s
}; F|p&v7T
1sp>UBG
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; j}R!'m(P'
HDC hMemDC; <y#-I%ed
BYTE far *lpDot; ?u.&BP
int i; , 6 P:S7
for ( i=0;i<3;i++ ) tUouO0_l
{ _)s<E9t2N
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; MTJ ."e<B
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); 'L|& qy@
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); MzZYzz
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); !]AM#LJ
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); feM%-
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); }= OI (Wy
DeleteDC(hMemDC); c"`o V! m
DeleteObject(hBitmap); 2z9\p%MX
} _K"|}bM
return TRUE; PqV9k,5f
} V|GH4DT=
I^erMQn[ z
//模块定义文件 relocate.def Fm}#KE0
LV|ZZ.d h
NAME RELOCATE faQ}J%a
EXETYPE WINDOWS F:nhSd
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE Ibt~e4f
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE c\"t+/Z
HEAPSIZE 1024 K%AbM#o<
EXPORTS zUX%$N+w}>
,#&\1Vxf
五、结束语 KwGk8$ U
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。