"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 |3k r*#
Z&@P<
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。 tG]W!\C'h
iu=@h>C
一、发现了什么? ]Y,V)41gCE
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。 +v%+E{F$+
EXEHDR是Microsoft Visual C++开发工具中很有用的一个程序,它可以检查NE(New-Exe cutable)格式文件,用它来分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就会发现与众不同的两点(以CStar 1.20为例): Zp/P/97p
)l*3^kwL{U
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v .D7Gog3^<
.................................. &|IO+'_
DFwiBB6
6 type offset target ?RE"<L
BASE 060a seg 2 offset 0000 :EPe,v RT
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS ;qzn_W
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES 9n5uO[D
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) >8NUji2I
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) f!7fz~&Sh
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) JrxQ.,*i
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) {#=o4~u%;H
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) {#t7lV'4
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) f. h3:_r
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) >z3l@
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) Vf(..8
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) 9G1ZW=83
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) 1Uah IePf
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) CTqhXk[
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) pgUjje>#
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC )
?nJv f
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) FrRUAoFO
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) 29z@ !
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) =OrVaZ0
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) xyV7MW\?w
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) Ea[SS@'R
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) c?Zi/7
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) (nkiuCO
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE do l8O
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) F)aF.'$-/
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) *\0h^^|@
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) L8pKVr
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) (76tYt~I=
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) 1#zD7b~
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) r.]IGE|
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) #]*d8
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) MHCwjo"
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) CQ{pv3)
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) /BS yanro
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) M3fTUCR
]<;y_
35 relocations d|sf2
FbCuXS=+`
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) 02[*b
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 ziQ&M\
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。 Wq25, M'
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。 ayg^js2,
V>4v6)N
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 8y4t9V
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 b6""q9S!
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。 tt&{f <*
主要的三个模块,有如下的关系: <`BDN
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 ;6=*E '
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 |/u,6`
·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。 5^{2g^jH6
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。 Sq`Zuu9t
以GDI模块为例,运行结果如下: .;dI&0Z
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe 6anH#=(
y=}o|/5"
Exports: Pp;OkI``[
MdnapxuS
rd seg offset name FW4#/H
............ rj29$d?Y9
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data rLp0)Go
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data <.
V*]g/;
............ K;R!>p}t
S<I9`k G
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。
[1e/@eC5
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 5hDm[*83
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: bW GMgC
6 type offset target Rf!$n7& \
mW3IR3b
.......... =)!~t/
! ^aJS'aq
PTR 0442 imp GDI.351
yi<H }&
q^}iXE~
.......... G,b*Qn5#
cj|Urt
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。 EiPOY'
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。 C jz(-018
nKch:g
三、动态汉化Windows原理 ?0d#O_la3
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。 }gQnr;lv
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? $F@ ,,*
因而,我们可以得出这样的结论:在自己的模块中重新编写涉及文字显示、输入的多个函数,然后,将Windows中对这些函数的引用,改向到自己的这些模块中来。修改哪些函数才能完成汉化,这需要深入分析Windows的内部结构,但CHINESE.DLL已明确无误地告诉了我们,在其数据段的重定位表中列出的引用函数,正是CStar修改了的Windows函数!为了验证这一思路, 我们利用RichWin作一核实。 5"L.C32
用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函数在GDI的第一代码段6139H偏移处(不同版本的Windows其所在代码段和偏移可能不一样)。然后,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +开发工具中的一个)检查GDI的Code1段,6139H处前5个字节是 B8 FF 05 45 55,经过运行Ri chWin 4.3 for Internet后,再查看同样的地方,已改为 EA 08 08 8F 3D。其实反汇编就知道,这5个字节就是 Jmp 3D8F:0808,而句柄为0x3D8F的模块,用HelpWalk能观察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一代码段( 模块名为TEXTMAN)。而偏移0808H处 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一个函数起始的地方,这实际上就是RichWin所重改写的ExtTextOut函数。退出Ri chWin后,再用HelpWalk观察GDI的Code1代码段,一切又恢复正常!这与前面的分析结论完全吻合!那么,下一个关键点就是如何动态修改Windows的函数代码,也就是汉化Windows的核心——"陷阱"技术。 cZ,}1?!
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四、"陷阱"技术 ^= qL[S6/M
讨论"陷阱"技术,还要回到前面的两个发现。发现之二,已能解释为修改的Windows函数,而发现之一却仍是一个迷。 M?qvI
数据段存放的是变量及常量等内容,如果这里面包含有重定位信息,那么,必定要在变量说明中将函数指针赋给一个FARPROC类型的变量,于是,在变量说明中写下: yh+.Yn=+
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; Y";KWA}b
果然,在自己程序的数据段中也有了重定位信息。这样,当程序调入内存时,变量FarPro cFunc已是函数ExtTextOut的地址了。 !!)NER-dv
要直接修改代码段的内容,还遇到一个难题,就是代码段是不可改写的。这时,需要用到一个未公开的Windows函数AllocCStoDSAlias,取得与代码段有相同基址的可写数据段别名, 其函数声明为: r:t3Kf`+E-
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); > q8)~
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 riSgb=7q9
Windows中函数地址是32位,高字节是其模块的内存句柄,低字节是函数在模块内的偏移。将得到的可写数据段别名句柄锁定,再将函数偏移处的5个字节保留下来,然后将其改为转向替代函数(用 EA Jmp): M
~6$kT
*(lpStr+wOffset) =0xEA; lG`%4}1
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。 j^m pkv<P
//源程序 relocate.c o}Q3mCB
*dxE
( dP
#include <WINDOWS.H> 6&"GTK
#include <dos.h> {Ok]$0L
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); -=2V4WU~
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); $g
}aH(vf
typedef struct tagFUNC +DYsBCVbag
{ Eu[/* t+l
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 T@ zV
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 8M7Bw[Q1
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 $AdBX}{
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 T:*l+<?
}FUNC; !{b4+!@p
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; G^le91$
//Windows主函数 G54`{V4&s
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) |+Tq[5&R
{ ?:i,%]zxC
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 lPg?Fk7AP
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 -o@L"C>
WORD wOffset; //函数偏移 CrYPcvd6
LPSTR lpStr; ?DKY;:dZF
LPLONG lpLong; xks Me
char lpNotice[96]; R|]n;*y
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); {vp*m:K
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); [G"Va_A8
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); 5Rae?*XH
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); yVyh\u\
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 pL,l
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); yKC1h`2
lpStr=GlobalLock(hMemData); 1H8/b D
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); Q6xA@"GJ
//保存原函数要替换的头几个字节 [$z-
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); )h0b}HMW)
Func.lOld=*lpLong; L fZF
*(lpStr+wOffset)=0xEA; ;]W@W1)$
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; rXq{WS`
GlobalUnlock(hMemData); U.N?cKv
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); *rA]q' jM
//将保留的内容改回来 &BN#"- J
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); A5Lzd
lpStr=GlobalLock(hMemData); 0@Z}.k30
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); Yzw[.(jc}
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; JgBC:t^\pV
*lpLong=Func.lOld; rbrh;\<jM
GlobalUnlock(hMemData); ?$VkMu$2k
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); M<P8u`)>4H
return 1; :a9
} upGLZ#
$4BvDZDk`B
//自己的替代函数 E[<*Al+N
P+DIo7VTX
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* }ldpudU
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) 664D5f#EJ
{ z#2n+hwE
BYTE NameDot[96]= S1U[{R?,
{ pk0{*Z?@
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, <jBRUa[j_
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, aP#/%
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, pj7v{H +
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, /y(0GP4A
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, /O~Np|~v
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, "<LWz&e^^
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, OsKtxtLO
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, %*#+(A"V
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, 5GGO:
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 dg_w$#
}; }b/P\1#z
l z-I[*bA
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; tHK>w%|\R
HDC hMemDC; cQm4q19
BYTE far *lpDot; l]OzE-*$b
int i; [v\m)5
for ( i=0;i<3;i++ ) '.k'*=cq0
{ %r8;i
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; 6@eF|GoP
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); f+8 QAvh
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); Qxk & J
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); wE}Wh5
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); -&=dl_m
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); mhy='AQJ
DeleteDC(hMemDC); B{*{9!(l9
DeleteObject(hBitmap); SMzq,?-`
} zTc*1(^
return TRUE; e['<.Yf+
} 'C]Yh."u
%"eR0Lj+zq
//模块定义文件 relocate.def w)`XM
N$x&k$w R
NAME RELOCATE kDI?v6y5
EXETYPE WINDOWS @bJIN]R
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE 2`TV(U@
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE H2+b3y-1a]
HEAPSIZE 1024 5OzEY7K)
EXPORTS ;j7G$s9
aU^6FI
五、结束语 6uT*Fg-G
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。