"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 K"u-nroHW
z~&uLu
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。 0_'(w;!wq:
m,}0p
一、发现了什么? MU6|>{
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。 X`i'U7%I
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): vD<6BQR
iUSP+iC,
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v *69{#qN
.................................. -e<d//>
e RY2.!
6 type offset target aT}Mn(F*?
BASE 060a seg 2 offset 0000 ?;84 M@
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS <xpOi&l
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES R_9 &V!fl
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) S(NH# ^
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) Zoe>Ow8mE`
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) LXYpP-E
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) 6v8HR}iK
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) yg({g
"
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) m$<LO%<~p
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) HYVSi3[
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) MKVz'-`u
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) tGt/=~n9
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) hojP3 [
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) ]xGo[:k|E
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) $!Z><&^/
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) l{b<rUh5W
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) s18o,Zs'
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) lGrp^
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) fH#yJd2?f
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) |;xm-AM4r
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) A/5??3H
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) fM,!9}<
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) e7e6b-"_2
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE <Z{pjJ/
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) V{!fag
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) #yNSQd
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) Br/qOO:n$}
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) u.v
5!G
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) _N8Tu~lqV
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) *R9s0;&:
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) G!]%xFwYa
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) L8OW@)|
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) 6Gt~tlt:L
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) 9%fd\o@X
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) oCtg{*vp
)ph**g
35 relocations L1J \C
/V'^$enK!}
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) 6 3TeTGp$
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 Xjb 4dip
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。 8yW 8F26
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。 wyzx9`5~d
/<[S> ;!kr
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 &6]+a4
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 '?| (QU:)F
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。 feJzX*u
主要的三个模块,有如下的关系: 9Z?P/
o
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 M:t!g%
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 /#mq*kNIM6
·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。 .II*wKk
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。 {
'A`ram
以GDI模块为例,运行结果如下: `
=ocr8c
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe v[$-)vs*ag
_N`'R.va
Exports: zk6al$3R
RYhaQ&1i
rd seg offset name $~>3bik@
............ 8aDSRfv*
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data hz:^3F`>/&
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data $'Pn(eZHGv
............ 0!4;."S
G.j R
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。 S8=Am7D]1
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。 $ghAC
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: V[9#+l~#
6 type offset target 6d4e~F
Om%HrT
.......... c}XuzgSY
2bJqZ,@
PTR 0442 imp GDI.351 Lj]I7ICNh
Th!.=S{Y5
.......... T6/d[SH>
T >pz/7gb
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。 ( I<]@7>
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。 f/1soGA
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三、动态汉化Windows原理 v %?y5w
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。 ,/m@<NyK
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? "h@|XI
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。 qcN{p7=0
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。 ]lBe
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14'T
四、"陷阱"技术 _:RQ9x'
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。 gK&MdF*
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: ?(C(9vO
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; 0<g;g%
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。 =D&xw2
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: 'A^ ;P]y
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); tx$i(
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 O"'.n5>:`
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):
24Y8n
*(lpStr+wOffset) =0xEA; "hE/f~\
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。 !@6P>HzY$
//源程序 relocate.c d3nx"=Cy0I
t=-t xnlr<
#include <WINDOWS.H> $ 12mS
#include <dos.h> ;Avz%2#c`
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); {z^6V\O5
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); WA'&