"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 xNU}uW>>T
QBg'VV
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。 lC{m;V2
E.brQx#}
一、发现了什么? NO)*UZ
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。 r\?*?sL
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): `!BUd
R8_qZ;t:z
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v nLQJ~("
.................................. Y|bGd_j
O4{&B@!
6 type offset target -!"8j"pA:
BASE 060a seg 2 offset 0000 )U?W+0[=
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS F);C?SW"
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES
E2l.
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) i "xq SLf=
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) ~Km8-b(&
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) _eS*e-@O5
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) v~SN2,h
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) 5 ,HNb
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) BehV
:M
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) ;6Z?O_zp4
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) &yuerNK
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) #frhO;6
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) lsd\ `X5,
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) f>o@Y]/l
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) 6FfDif
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) E[y?\{
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) am=56J$ig
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) K4KmoGb
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) )+J?(&6
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) gS!M7xy
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) QP'*
)gjO7
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) W'[!4RQL
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) X^?-Une
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE }w$/x<Q[
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) /dO&r'!:
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) }I]9I
_S
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) @Q'5/q+
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) Ofn:<d
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) .Xr_BJ _
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) ;^;5"nh
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) SL(Q;_
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) 'lWNU
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) 0GB6.Ggft
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) U+W8)7bc
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) dX<UruPA
Z"P{/~HG
35 relocations v<O\ l~S
wH<S0vl
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) Q)v8hNyUmA
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 8ciLzyrY*
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。 ?p`}6s Q}
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。 |^FDsJUN
;$nK
^
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 9,,1\0-T*
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 p@P[pzxI
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 4}gwMjU-B
主要的三个模块,有如下的关系: am`eist:
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 "5{\0CfS
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 l_DPlY
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 ;DGp7f#9
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 p<Zf,F}
以GDI模块为例,运行结果如下: y:1?~R
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe Yd]f}5F
i2y?CI
Exports: B} &C
h
E]Kd`&^}
rd seg offset name eK]GyY/Y
............ j+ s8V-7(
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data fE7Kv_N-%
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data rsrv1A=t?
............ h4sEH
0ro)e~_@*
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 aFKks .n3
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 s*rtm
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: 0(teplo&P
6 type offset target RL($h4d9
I4u'b?*
je
.......... 3<B{-z
n_iq85
PTR 0442 imp GDI.351 ;0@"1`
^
.>)*P
.......... ?jy^WF`
~ 5`Ngpp
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。 )\p@E3Uxf
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。 U edh4qa
R(ay&f%E
三、动态汉化Windows原理 ?zxKk(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。 uPb9j;Q?
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? i9w xP i
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。 Q TM+WD
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。 POx~m
cND2(<jx:
四、"陷阱"技术 (,HAOs
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。 Dr<% Lr
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: H~&9xtuHN
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; bMf+/n
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。 -H{c@hl
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: %/s:G)
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); vBq2JJAl
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 vP?"MG
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): K@%. T#
*(lpStr+wOffset) =0xEA; BwrMRMq"
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&t6B1
//源程序 relocate.c 0p:n'P
m &c8@-T
#include <WINDOWS.H> h?fv:^vSi
#include <dos.h> )";g*4R[
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); n(-XI&Kn
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); 'N0d==aI
typedef struct tagFUNC 4e1Zyi!
{ B3e{'14
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 ?5"~V^L3
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 m`E8gVC
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 M {_`X
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 yAXw?z!`O
}FUNC; EVrOu""
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; Q{V|{yV^y
//Windows主函数 ?ZE1>L7e
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) `QAotSO+
{ WZ;f3
"
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 E.4`aJ@>d
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 FG1$_zN |
WORD wOffset; //函数偏移 4: 5 CnK
LPSTR lpStr; X{<j%PdC
LPLONG lpLong; w~X1Il7A
char lpNotice[96]; zT`LPs6T
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); Z_cTuu0'
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); }=az6cLE2
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); f4CwyL6ur
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); .pr- ^
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 q?e97 a
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); )!e-5O49r
lpStr=GlobalLock(hMemData); iVREkZ2SC
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); rW&8#&
//保存原函数要替换的头几个字节 %)?$82=2
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); SP97Q-
Func.lOld=*lpLong; 9=K=gfZ
*(lpStr+wOffset)=0xEA; {{SeD:hx
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; [D^KM|I%+
GlobalUnlock(hMemData); IH'DCY:
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); jun>(7
//将保留的内容改回来 r,EIOcz:
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); 4JT9EKo
lpStr=GlobalLock(hMemData); Y_xPr%%A
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); yv[s)c}
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; <