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动态汉化Windows技术的分析

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"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 A7 U]wW9  
ScN'|Ia.-  
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。 6ZvGD}/  
-8Z;s8ACo  
一、发现了什么? {lv@V*_Y0  
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。 eK8y'VY  
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): d v8q&_  
=;HC7TUM&  
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v {|!> {  
.................................. } O:Y?Wq^  
Fa ]|Y  
6 type   offset target 3^!Y9$y1  
BASE   060a seg   2 offset 0000 iX]tL:,~i  
PTR   047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS 5~,usA*  
PTR   059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES x:wv#Wh:l7  
PTR   0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) d8N{sT  
PTR   0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) f2*e&+LjTP  
PTR   04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) )4O>V?B  
PTR   04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) (FVHtZi7  
PTR   04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) E\/J& .  
PTR   05f5 imp USER.430   ( LSTRCMP ) Ms>CO7Nvy  
PTR   04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) Ja4j7 d1:  
PTR   0514 imp USER.431   ( ANSIUPPER ) $kAal26z  
PTR   0523 imp USER.432   ( ANSILOWER ) Fy#y.jK9v  
PTR   05aa imp GDI.56     ( CREATEFONT ) pB(|Y]3A  
PTR   056e imp USER.433   ( ISCHARALPHA ) L!| `IK  
PTR   05b9 imp GDI.57     ( CREATEFONTINDIRECT ) #(Xv\OE  
PTR   057d imp USER.434   ( ISCHARALPHANUMERIC ) S {d]0  
PTR   049c imp USER.179   ( GETSYSTEMMETRICS ) {TOz}=R"3h  
PTR   0550 imp USER.435   ( ISCHARUPPER ) lGhhH _  
PTR   055f imp USER.436   ( ISCHARLOWER ) T<ka4  
PTR   0532 imp USER.437   ( ANSIUPPERBUFF ) c^F@9{I  
PTR   0541 imp USER.438   ( ANSILOWERBUFF ) QgF2f/;!  
PTR   05c8 imp GDI.69     ( DELETEOBJECT ) 9*Z!=Y#4,  
PTR   058c imp GDI.70     ( ENUMFONTS ) ^n%9Tu  
PTR   04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE (fqU73  
PTR   05d7 imp GDI.82     ( GETOBJECT ) qh~$AJ9sB  
PTR   048d imp KERNEL.74   ( OPENFILE ) DeK&_)g| Z  
PTR   0460 imp GDI.91     ( GETTEXTEXTENT ) *8%nbR  
PTR   05e6 imp GDI.92     ( GETTEXTFACE ) mb GL)NI  
PTR   046f imp GDI.350   ( GETCHARWIDTH ) qsG}A  
PTR   0442 imp GDI.351   ( EXTTEXTOUT ) |s!<vvp]  
PTR   0604 imp USER.471   ( LSTRCMPI ) <^n@q f}  
PTR   04f6 imp USER.472   ( ANSINEXT ) z(dDX%k@  
PTR   0505 imp USER.473   ( ANSIPREV ) p3Z[-2I  
PTR   0424 imp USER.108   ( GETMESSAGE ) &iTTal.6  
PTR   0433 imp USER.109   ( PEEKMESSAGE ) c&"OhzzJK'  
?910ki_  
35 relocations 4p6\8eytq.  
Wr6y w#  
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) /Z1>3=G by  
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 bbG!Fg=qQ?  
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。 ecdM+kP  
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。 FT;I|+H*P  
*r/o \pyH  
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 3gQ2wP*K  
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 dUc?>#TU  
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。 &BOG&ot  
主要的三个模块,有如下的关系:  __Egr@  
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 ,<O|#`?"@G  
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 _]Y9Eoz  
·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。 M?v`C>j  
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。 3J}/<&wv  
以GDI模块为例,运行结果如下: $_+.D`vx`  
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe ekPn`U  
Q`HG_n@?  
Exports: y{9<>28  
,R*YI  
rd seg offset name # XeEpdE  
............ S]<%^W'  
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data f^[u70c82  
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data XQStlUw8+  
............ :pNu$%q  
!{S HlS  
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。 AcIw; c:  
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。 w9,w?%F  
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: 115zvW  
6 type offset target W@WKdaJ  
'-[?iF@l  
.......... iX6'3\Q3A  
E>&oe&`o'  
PTR 0442 imp GDI.351 m%.7l8vT  
NGAjajB  
.......... 0#!Z1:Y  
s}Q*zy  
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。 gPY Cw?zQ  
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。 te b/  
pVC; ''E  
三、动态汉化Windows原理 ^ Iy'<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。 HyJ&;4rf  
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? 9D H}6fO  
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。 #RTiWD[o  
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。 (k<__W c_t  
^ jT1q_0  
四、"陷阱"技术 N6uKFQL:{  
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。 jB0ED0)wX  
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: /u pDbP.O  
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; >OW>^%\!1  
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。 r1AG1Y  
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: l3;MjNB^V  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); k%h%mz  
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 vF .Ml  
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):  rhO 8v  
*(lpStr+wOffset) =0xEA; ;`}b .S =n  
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。 nI<Ab_EB  
//源程序 relocate.c >o8N@`@VK-  
j[&C6l+wH  
#include <WINDOWS.H> lArDOFl]x  
#include <dos.h> p WLFJH}N  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); . J.| S4D  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); dx[kG  
typedef struct tagFUNC ?%wM8?  
{ sI#r3:?i  
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 :Wmio\  
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 pb=yQ}.  
BYTE   bOld;     //保存原函数第一字节 ~JSa]6:_+  
LONG   lOld;     //保存原函数接后的四字节长值 P'p5-l UK  
}FUNC; ^laf!kIP  
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; &+-]!^2o  
//Windows主函数 OE_>Kw7q  
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) <s(<ax30  
{ Q(7M_2e7  
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 z!/ MBM  
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 TP?HxO_C  
WORD   wOffset;   //函数偏移 ]Q*eCt;l"K  
LPSTR lpStr; u<a =TPAU  
LPLONG lpLong; 6n5>{X  
char   lpNotice[96]; )1 =|\  
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); us3fBY'  
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); _.G p}0a  
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); z{ydP Ra  
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); BuIly&qbm<  
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 >5+]~[S  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); _$YT*o@0J  
lpStr=GlobalLock(hMemData); ye-R  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); s5SKQ#,@P  
//保存原函数要替换的头几个字节 ~f:jI1(}  
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); cri.kr9Y  
Func.lOld=*lpLong; 9;k!dM  
*(lpStr+wOffset)=0xEA; X`E3lgfqT  
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; XP'7+/A  
GlobalUnlock(hMemData); r7=r~3)  
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); 5\|u] ~b  
//将保留的内容改回来 e-.s63hm  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); K oF4e:2>  
lpStr=GlobalLock(hMemData); >:yU bo)  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); c _faW  
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; 84uHK)h<%  
*lpLong=Func.lOld; i9%cpPrg8  
GlobalUnlock(hMemData); [#hoW"'Q9  
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); ddiBjp2.!  
return 1; 3vK,vu q  
} }3&~YBx;:  
$pO gFA1'  
//自己的替代函数 b08s610fk  
js#72T/_n  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* 4Ev#`i3~  
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) RN"O/b}qQ  
{ !04zWYHo  
BYTE NameDot[96]= !^EdB}@yS  
{ `[*nUdG  
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, Q1yj+)_  
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, RN0=jo!58  
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, %Qc5_of  
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, F:o<E 42  
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, CS<,qvLpL  
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, @&G< Np`  
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, &/7D4!N]  
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, ^`&?"yj<z  
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, u{_jweZ  
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 Z1t?+v+Ro*  
}; vS$_H<;P  
'8|y^\  
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; :Vyr8+]  
HDC   hMemDC; N3`EJY_|V  
BYTE far *lpDot; ue;o:>G  
int   i; J0eJRs  
for ( i=0;i<3;i++ ) }wh sZ  
{ 1 ynjDin<  
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; 10 D6fkjf  
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); k]<E1 c/  
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); t'{\S_  
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); ]tzO)c)w;  
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); }9qbF+b  
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); 4CT _MAj  
DeleteDC(hMemDC); A"`^A brm  
DeleteObject(hBitmap); \z4I'"MC.9  
} mx'!I7b(L/  
return TRUE; dD Zds k+!  
} ]^j'2nJv0  
PU6Sa-fQ2,  
//模块定义文件 relocate.def Hik :Sqpox  
tL;!!vg#V  
NAME     RELOCATE 1gTW*vLM\  
EXETYPE   WINDOWS !)}3[h0  
CODE     PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE 2K Um(B.I  
DATA     PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE ia!b0*<   
HEAPSIZE 1024 Imi#$bF6  
EXPORTS @4'bI)  
yz CQ  
五、结束语 J9kmIMq-C  
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。
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