"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 9lB]~,z
obdFS,JxxG
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。 F+ E|r6'i
*f,DhT/P
一、发现了什么? J]m{b09F
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。 DI!V^M[~u
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): &/Ro lIHF
>iS`pb
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v Yvn\xph3
.................................. +C1QY'>I
{]"]uT#
6 type offset target Pnd`=%w%]
BASE 060a seg 2 offset 0000 ;<UW A.
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS dw.F5?j`b
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES Wf{O[yL*
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) V([~r,
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) kdb(I@6
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) F4<O2!V
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) ?<G]&EK~~]
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) e/->_T(I
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) -P&6L\V
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) Lm@vXgMD
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) "V&+7"Q
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) `"qP
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) 0IQ'3_
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) {.yStB.T
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) ]xguBh ]
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) E*# ]**
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) F:6SPY
y
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) =]-j;#'&
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) 6a;v&5
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) nFe%vu8a
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) %,hV[[ @.
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT )
aR,}W\6M
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) TYI7<-Mp:[
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE [`]4P&
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) e"
]2=5g
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) %cE2s`
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) ^<LY4^
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) R\XKMF3mN3
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) Cgz D$`~
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) y^]tahbo
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) u_7~TE3W
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) *>VVt8*Et
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) _ Ro!"YVX
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) l2;CQ7
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) E~LTb)
!
9b?SHzAa
35 relocations z<.?x%4O
Mwgu93?
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) lo'W1p
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 q5>v'ZSo
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 F@R1:M9*
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 3s"0SLS4
PvGDTYcKp
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 Jvun?J
m
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 w`l{LHrR
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 &K/FyY5
主要的三个模块,有如下的关系: \^#~@9
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 K(XN-D/c
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 8u!"#S#>a
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。
&YDK (&>
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 *Z_C4Tj
以GDI模块为例,运行结果如下: iMfngIs |
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe XJ2^MF2BU
\;rYo.+
Exports: 3=W!4
;(}V"i7Hu
rd seg offset name 5wUUx#
............ ^<X@s1^#
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data t<n"-Tqu
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data .(Qx{r$
............ ,RN:^5 p
ZylJp8U
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。 7OjR._@
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。 +nQw?'9Z
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: ^!q?vo\j|
6 type offset target z"*/mP2
7z~_/mAI
.......... r[?1
h[Gg}N!
PTR 0442 imp GDI.351 \P1=5rP
WoxwEi1~0
.......... M4xi1M#%
0-{tFN
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。 #M A4
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。 #[#KL/i)$
s|y:UgD
三、动态汉化Windows原理 b*ef);
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。 ':R,53tjl
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? cWajrLw
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。 |pa$*/!NT
用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函数在GDI的第一代码段6139H偏移处(不同版本的Windows其所在代码段和偏移可能不一样)。然后,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +开发工具中的一个)检查GDI的Code1段,6139H处前5个字节是 B8 FF 05 45 55,经过运行Ri chWin 4.3 for Internet后,再查看同样的地方,已改为 EA 08 08 8F 3D。其实反汇编就知道,这5个字节就是 Jmp 3D8F:0808,而句柄为0x3D8F的模块,用HelpWalk能观察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一代码段( 模块名为TEXTMAN)。而偏移0808H处 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一个函数起始的地方,这实际上就是RichWin所重改写的ExtTextOut函数。退出Ri chWin后,再用HelpWalk观察GDI的Code1代码段,一切又恢复正常!这与前面的分析结论完全吻合!那么,下一个关键点就是如何动态修改Windows的函数代码,也就是汉化Windows的核心——"陷阱"技术。 @(C1_
JF/,K"J
四、"陷阱"技术 9M"].~iNE
讨论"陷阱"技术,还要回到前面的两个发现。发现之二,已能解释为修改的Windows函数,而发现之一却仍是一个迷。 W5#611
数据段存放的是变量及常量等内容,如果这里面包含有重定位信息,那么,必定要在变量说明中将函数指针赋给一个FARPROC类型的变量,于是,在变量说明中写下: I7^zU3]Ul
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; 7^T^($+6s&
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。 S(:l+JP
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: w\}?( uO
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); ^*\XgX
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 a6kV!,.U
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): <'G~8tA%v
*(lpStr+wOffset) =0xEA; LSQz"Ll
l
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。 TY(bPq
//源程序 relocate.c r]ShZBAbYp
xJ2*LM-
#include <WINDOWS.H> Ma|qHg
#include <dos.h> tTU=+*Io
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); P9T5L<5
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); .Yw'oYnS
typedef struct tagFUNC e*j.
{ ZtHm\VTS
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 %7g:}O$
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 1wW)tNKIF
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 [=%TnT+^9
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 _20#2i&
}FUNC; Lr`1TH,
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; DQwGUF'(
//Windows主函数 y$<Vha
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) t tXjn
{ /.M+fr S
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 <W]g2>9o9
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 ];%0qb
WORD wOffset; //函数偏移 Tlj:%yK2
LPSTR lpStr; fm~kM
J
LPLONG lpLong; 7RDDdF E!
char lpNotice[96]; |j3'eW&=
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 0j(M*
sl
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); !`bio cA
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); ,7XtH>2s
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); _ pO `
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 H'F6$ypoS
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); >%E([:$A
lpStr=GlobalLock(hMemData);
b3YO!cJ
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); |y<),j6
//保存原函数要替换的头几个字节 7w;O}axI
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); 2BCtJ`S`
Func.lOld=*lpLong; V<HU6w
*(lpStr+wOffset)=0xEA; 5PcJZi^.l
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; m5G \}8|
GlobalUnlock(hMemData); 2&Nb
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); $BmmNn#
//将保留的内容改回来 !.1%}4@Q]
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); NA,CZ
lpStr=GlobalLock(hMemData); m`6Yc:@E
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 6WoAs)ZF
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; c"!lwm3b
*lpLong=Func.lOld; q2:K4
GlobalUnlock(hMemData); Q
!qrNa6
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); B^D(5
return 1; ^KB~*'DN~s
} q %A?V_
)5fQ$<(Z
//自己的替代函数 \Ep0J $ #o
#}^-C&~
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* $(Ugtimdv
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) qNyzU@
{ /WPv\L
BYTE NameDot[96]= ;O 0+,
{ 0N=X74
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, Nx#4W1B[`H
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, f`>/
H!<2
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, "!K'A7.^
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, |+ge8uu?C
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, <\zCpkZ'B
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, D}3XFuZs_
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, 6a}"6d/sTL
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, midsnG+jnf
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, TO,rxf
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 `IINq{Zk
}; >s3gqSDR
fQ+VT|jzx
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; @xsCXCRWVV
HDC hMemDC; Z['\61
BYTE far *lpDot; ^% Q|s#w.
int i; g/=K.
for ( i=0;i<3;i++ ) (SVWdgb
{ -oz`"&%
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; ^BZkHAp
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); 9]$8MY
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); ,D6v4<jh
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); m\/(w_/?
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); R6 XuA(5
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); }G$]LWgQx
DeleteDC(hMemDC);
yz+, gLY
DeleteObject(hBitmap); t)oa pIeIe
} "x'),
return TRUE; B@Nt`ky0*
} h?\2_s
b=a!j=-D
//模块定义文件 relocate.def ea=83 Zj
'cDx{?
NAME RELOCATE cD1o"bq
EXETYPE WINDOWS &$`hQgi
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE ihT~xt
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE URcR
HEAPSIZE 1024 %[<Y9g,:Q
EXPORTS !k$}Kj)I
vtJV"h?e"3
五、结束语 a=GM[{og
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。