"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 hk?i0#7W
*$A`+D9
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 QNbZ)
Nw"df=,{
一、发现了什么? 5iw\F!op:
笔者多年来一直从事Windows下的软件开发工作,经历了Windows 2.0 、 3.0 、3.1 ,直至Windows 95、NT的成长过程,也遍历了长青窗口、长城窗口、DBWin、CStar、RichWin等多个Windows汉化产品。从现在看来,影响最大也最为成功的,当推四通利方的RichWin;此外,中文之星CStar与RichWin师出一门,其核心技术自然也差不多。其对外宣传采用独特的"陷阱" 技术即动态修改Windows代码,一直是笔者感兴趣的地方。 #(tdJ<HvC|
EXEHDR是Microsoft Visual C++开发工具中很有用的一个程序,它可以检查NE(New-Exe cutable)格式文件,用它来分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就会发现与众不同的两点(以CStar 1.20为例): z4YDngf=4
N3u06
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v /4;mjE
.................................. y6$a:6
$n<1D -0!r
6 type offset target -b!?9T?}
BASE 060a seg 2 offset 0000 RvR.t"8
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS gt8dFcm|s
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES f#l9rV"@g
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) e)}E&D;${
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) [A~?V.G
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) p*<Jg l
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) /we]i1-9
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) -53c0g@X
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) lat5n&RP Y
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) n.l#(`($4
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) Uh.swBC n
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) ;Rv WF )
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) o(tJc}Mh+(
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) Uh0g !zzp
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) fq>{5ODO
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) wqG#jC!5
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) &k'<xW?x
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) ,u}wW*?,sT
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) !$NK7-
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) B2NIV7
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) CzlG#?kU?2
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) (PPC?6s
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) M[qhy.
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE ?b7ttlX{
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) {J"]tx9
]
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) ^|<>`i6
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) 7)U
ik}0
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) 3FvVM0l"
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) GbLHzw
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) {+lU4u
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) ICz:>4M-dn
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) "`;-5dg
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) LGc8w>qE
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) ]EK(k7nH
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) O1\4WG%
5@RcAQb:
35 relocations (c0L@8L
E,d<F{=8,o
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) 3^P;mQ$p1
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 s/ABT.ZO
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 8Y-*rpLy
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 6D]fDeH\
4M%|N
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 #|T"6jJaQ
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 t;+b*S6D
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 ;HCK iHC
主要的三个模块,有如下的关系: -~c-mt
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 Q&0`(okb
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 m$C1Ea-wnT
·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。 </kuJh\
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。 *ELU">!}G
以GDI模块为例,运行结果如下: Y-8BL
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe K Zg NL|
O)W+rmToI
Exports: t<dFH}U`w
Jt}`oFQ5l
rd seg offset name :2KPvp7?
............ 8Dl(zYK;
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data 1BmKwux:
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data f:46.)Wj<
............ p9jC-&:
(Q*x"G#4>
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。 V0D&bN*
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。 gaC4u,Zb
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: R1SFMI
6 type offset target dG+$!*6Z
E!ZLVR.K
.......... q0q-Coh>
?Sh"%x
PTR 0442 imp GDI.351 A3.I|/
8N)Lck2PR
.......... Cgln@Rz
K. B\F)K
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。 lV:feX
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。 db_Qt'>
v6G1y[Wl
三、动态汉化Windows原理 W;8A{3q%N0
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。 NL:dyV}
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? &*o4~6pQ#
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。 !4<D^eh
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。 ^O<v'\!z-
`oe=K{aX
四、"陷阱"技术 //N="9)@
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。 WL(Y1>|j
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: <o9i;[+H-
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; tJ_Y6oFm=
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。 f?ycZ
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: @H$8;CRM
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); J0vQqTaT
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 _R|_1xa=
Windows中函数地址是32位,高字节是其模块的内存句柄,低字节是函数在模块内的偏移。将得到的可写数据段别名句柄锁定,再将函数偏移处的5个字节保留下来,然后将其改为转向替代函数(用 EA Jmp): EKO'S+~
*(lpStr+wOffset) =0xEA; :LB*l5\
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 Ge({sy>X
//源程序 relocate.c &0f/F:M
phG*It}
#include <WINDOWS.H> F3vywN1$,
#include <dos.h> 0'f\>4B
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); 59$PWfi-\
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); ?7pn%_S
typedef struct tagFUNC s)E8}-v
{ tq,^!RSbZ
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 #/Ob_~-?j
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 oQpGa>6U&
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 )?OdD7gd
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 SFh<>J^ 0a
}FUNC; QuMv1)n
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; G>:v1lde
//Windows主函数 uX!6:v]
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) O13]H"O_
{ {/)i}V#RE
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 vN
v'%;L
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 Ax\d{0/oL2
WORD wOffset; //函数偏移 _\yR/W~
LPSTR lpStr; ]%-U~avph
LPLONG lpLong; Uc_}="
char lpNotice[96]; g$2#TWW5
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); &ZMQ]'&
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); |wJdp,q R
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); i`f!)1
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); G6{'|CV
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 }D!tB
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); wO.d;SK
lpStr=GlobalLock(hMemData); >Vx_Xv`Jwb
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); #b&tNZ4!_
//保存原函数要替换的头几个字节 qLX<[UL
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); .3UJ*^(?
Func.lOld=*lpLong; I74Rw*fB
*(lpStr+wOffset)=0xEA; Y|b,pC|,
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; ^ )"Il
GlobalUnlock(hMemData); *w.":\P]
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); ,]ySBAO
//将保留的内容改回来 \"RCJadK
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); <K&A/Ue
lpStr=GlobalLock(hMemData); ^HR8.9^[1u
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 6/3E!8
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; &+(D< U
*lpLong=Func.lOld; %{IgY{X
GlobalUnlock(hMemData); -1B.A
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); 6ERMn"[_w
return 1; ChUE,)
} xx1lEcj
I+twI&GS
//自己的替代函数 NwOV2E6@OW
6q'Q?Uw^
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* 3rFku"zT$
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) |xZu?)M4
{ zJ(DO>,p&
BYTE NameDot[96]= "
wT?$E
{ R=a4zVQ
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, 6^J[SQ6P
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, !^y;|9?O
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, -3?
<Ja
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, &qPezyt
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, a;KdkykG
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, Kv!:2br
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, NTX0vQG
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, S?`0,F
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, 9 4H')(
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 f^hJAZ
}; &R.5t/x_
<)LR
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; oDD"h,Z
HDC hMemDC; &0[L2x}7
BYTE far *lpDot; ;*zLf 9i
int i; IQC[ewk
for ( i=0;i<3;i++ ) 1k:yU(
{ T?[;ej:
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; R0#scr
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); SX'NFdY
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); hTO2+F*
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); P}a$#a'!
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); -le^ 5M7
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); vf>d{F^rv
DeleteDC(hMemDC); 05HCr"k
DeleteObject(hBitmap); YR~e_cA:
} rxol7"2l
return TRUE; n7~3~i`D;
} :,v(lq
mT@Gf>}/A
//模块定义文件 relocate.def .eVX/6,
=ZU!i0
K
NAME RELOCATE z<!A;.iD
EXETYPE WINDOWS :epB:r
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE c-NUD$
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE wTR?8$
HEAPSIZE 1024 52#
*{q}
EXPORTS E]&N'+T
WW3Jxd
五、结束语 !WGQ34R{
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。