"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 *K!V$8k=99
8%Pjx7'<
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。 'H+pwp"M@
fY\QI
=
一、发现了什么? O GSJR`yT
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。 RzXxnx)]q
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): R:=i/P/
X)`?P*[
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v nsYS0
.................................. V+_L9
|Zz3X
6 type offset target RoPz?,u
BASE 060a seg 2 offset 0000 6Vi #O^>
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS )'92{-A0
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES pkhZW8O
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) HnrT;!C~
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) K" Y,K
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) #AE'arT<
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) 9MVW~V
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) Ot5
$~o
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) jPhOk>m
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) 9J*m!-hOY
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) (m})V0/`
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) Q']:k}y
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) |0BmEF
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) ,0;E_i7
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) 9_oIAn:<
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) x-Yt@}6mvl
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) @:X~^K.
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) %=%jy
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) :43K)O"
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) WnU"&XZ
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) 76(&O
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) G
?H`9*y
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) OP{ d(~+
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE $U3s:VQ '
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) IYb@@Jzo
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) xqX~nV#TB
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) ~%m-}Sxc
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) 2 ES .)pQ
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) e$fxC-sZ
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) ="z\
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) dyD=R
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) %#Fd0L
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) Y<I/y
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) :^%My]>T
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) 0;
M+8
Jx(%t<2
35 relocations 3L/>=I{5
JmtU>2z\
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) j8YMod=
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 %
=br-c
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。 Hi|'
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。 \@3i=!
B/&axm%0
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 +UB+. 5P
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 gs7H9%j{U
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。 x=gZ7$?A
主要的三个模块,有如下的关系: Lr V)}1&5
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 [-=PK\ B
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 Rq<T2}K
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 iO(9#rV
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 Atzp\oO
以GDI模块为例,运行结果如下: JIQS'r
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe v_En9~e^n
P] ouLjyq
Exports: 1B}6 zJ
T1LtO O
rd seg offset name Q9]7.^l
............ <G/O!02
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data 'cu(
Sd}
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data .YKQ6
............ m&EwX ^1-
@_YlHe&W
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 y!h$Z6.
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。 g< M\zD
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: OIe {Sx{y
6 type offset target |JtdCP{
FU E/uh
.......... [j`It4^nC
h1:uTrtA
PTR 0442 imp GDI.351 ,yNPD}@v>
+MIDq{B
.......... h)~KD%
}b\e2ZK
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。 #db8ur3?
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。 kzMCI)>"
j|A *rzL8
三、动态汉化Windows原理 g>CF|Wj
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。 x~?,Wv|cm
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? |[)t4A"}
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。 z;xp1t@
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。 ;@Alr?y
&&\ h%-Jc
四、"陷阱"技术 DvKM[z3j
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。 dw5.vXL`
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: |K YON Q
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; 6@t4pML
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。 h7)^$Hd
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: .DMeWi
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); G^ZL,{
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 zQMsS
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): /QZnN?k
*(lpStr+wOffset) =0xEA; 3?|Fn8dQR.
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。 T2P0(rEz
//源程序 relocate.c ?Lbwo<E
bN`oQ.Z 4
#include <WINDOWS.H> Zrr3='^s
#include <dos.h> mqrP0/sN
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); Q.*qU,4);
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); f<=
#WV
typedef struct tagFUNC ; =ai]AYW
{ tx;MH5s/V
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 i/2OE&*O[
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 O[+S/6uy
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 tKjPLi71
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 |FHeT*"
}FUNC; Jx9S@L`
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; I,(m\NalK
//Windows主函数 5?r#6:(yI
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) <N}UwB&
{ "WdGY*r
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 bae .?+0[
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 bIu'^
WORD wOffset; //函数偏移 E ~<SEA
LPSTR lpStr;
o3 P`y:&
LPLONG lpLong; QrDzfe[
char lpNotice[96]; Kn SXygT
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); +AhR7R!
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); T;XEU%:LK
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); @s}I_@
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); 7L|w~l7R~
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 pk%I98! Jy
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ,%w_E[2
lpStr=GlobalLock(hMemData); UTGR{>=>
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); OkGg4X|9
//保存原函数要替换的头几个字节 7Vr .&`l
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); G(~d1%(
Func.lOld=*lpLong; j0B, \A
*(lpStr+wOffset)=0xEA; yv=LT~
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; 8>RGmue
GlobalUnlock(hMemData); {mY<R`Ee
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); s-Q-1lKV,
//将保留的内容改回来 eS8tsI
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ,> A9OTSN\
lpStr=GlobalLock(hMemData); LzB)o\a
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ]:(>r&'
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; GMU.Kt
*lpLong=Func.lOld; $~`a,[e<
GlobalUnlock(hMemData); =24)`Lyb
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); D|/Azy.[
return 1; <"{Lv)4
} aR6?+`6<
O@{ JB
//自己的替代函数 {";5n7<<)
&F1h3q)L
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* 4-^|e
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) &Y%Kr`.h
{ M8X*fYn
BYTE NameDot[96]= -sm{Hpf_b
{ $9Hod-Z1
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, .\= GfF'
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, gRIRc4p
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, izsAn"v
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, lBqu}88q0
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, \~UyfVPRT
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, Ck8`$x&t
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, O Ul+es
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, M,"4r^%k
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, 9a 9<I
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 eUPG){"
}; ?vPw I
EgM.wQHR]
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; +Gqh
HDC hMemDC; FiMP_ y*S
BYTE far *lpDot; "2;$?*hO#
int i; osyY+)G'sV
for ( i=0;i<3;i++ ) <&\HXAOd
{ .\M@oF
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; !;.i#c_u
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); } R!-*Wk
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); 8fFURk
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); /s.sW l
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); ftq&<8
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); y;<^[
DeleteDC(hMemDC); XmXp0b7
DeleteObject(hBitmap); ,u^i0uOg
} !31v@v:)
return TRUE; H>AQlO+ J
} 7\@[e, ^9
hu%rp{m^,
//模块定义文件 relocate.def G`!#k!&r
jG)fM?
NAME RELOCATE mj=$[y(
EXETYPE WINDOWS "]>JtK
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE 9Xo'U;J
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE g#ubxC7t<
HEAPSIZE 1024 U4qp?g+:
EXPORTS Z2~;u[0a[
:$."x
'
五、结束语 Ar7vEa81
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。