"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 y ?G_y
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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。 zS< jd~
i55x`>]&sb
一、发现了什么? LB/C-n.`
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。 >E,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): LJ VG~Yeo
A^2L~g[^Q
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v L^^4=ao0
.................................. Kq.:G%
-VZRujl
6 type offset target .q][? mW3
BASE 060a seg 2 offset 0000 >\w&6i~
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS 8_K60eXz
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES +wW@'X
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT )
_hG;.=sr
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) r ]>\~&?^F
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) R4Rb73o
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) :SV>+EDY
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) e5Mln!.o
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) _j>;ipTb+
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) PIXL6
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) an2AX%u
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) EVQ0l@K
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) u
=gt<1U
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) t4K~cK
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) 9%sM*[A
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) DF {OnF
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) Gs2p5nL<
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) 3/JyUh?
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) vs6,
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) I^Z8PEc+
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) [_xyl e
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) dGwszziuK
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) ]S 7^ITn
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE 0J~Qq]g
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) FEz>[#eOX
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) ^nVl (^{
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT )
_GqS&JHSf
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) ESb
]}c:
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) XN,,cU
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) IF*&%pB
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) =l<iI*J.
M
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) ]IJv-(
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) 3z;_KmM
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) `:M^8SYrL
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) X5g[ :QKP7
@tRMe64
35 relocations 2>em0{e
Fl>]&x*~
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) /NF# +bx
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 1px\K8
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。 si(;y](
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。 f+vVR1
R|!B,b(
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 6g>)6ux>aV
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 u}6v?!
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。 z 2/!m[U
主要的三个模块,有如下的关系: oN(-rWdhZ
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 wHsB,2H
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 6Gn4asoA
·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。 `Iy4=nVb
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。 /&ygi H{^
以GDI模块为例,运行结果如下: 0'$p$K
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe |)_-Bi;MW`
[6(Iwz?
Exports: IPA*-I57
n"aCt%v
rd seg offset name wX1ig
............ fMK#x\.4
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data H l j6$%.
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data qX>Q+_^
............ #WE]`zd
(*l2('e#@
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 ~tm0QrJn/
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 S T8!i`Q$
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: 7y*ZXT]f
6 type offset target k3@HI|
VGH/X.NJ
.......... #\If]w*j
f1+qXMs
PTR 0442 imp GDI.351 `hB1b["(
: \V,k~asl
.......... 1"K*._K
lUh*?l
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。 ]T{E
(9
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。 ]" x\=A
9]_GNk-D
三、动态汉化Windows原理 |#5 e|z5(
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。 ;MTz]c
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? I>w^2(y
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。 9Yw]Y5l
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。 J l7z|Q S
H)JS0
G0
四、"陷阱"技术 {sS_|sX
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。 K^i"9D)A
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: VfSGCe
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; q/6UK =
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。 ]O!s'lC
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: oP$kRfXS!<
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); QXk"?yT`E
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 `B#Z;R
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): U|fTb0fB
*(lpStr+wOffset) =0xEA; a[O6YgO
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。 s'2Rs^,hN
//源程序 relocate.c :Z2tig nL
P79R~m`
#include <WINDOWS.H> !7` [i
#include <dos.h> Hql5oA
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); ~'BUrX\
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); lIDl1Z@Z
typedef struct tagFUNC 3&J&^O
{ $Qq_qTJu?G
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 /| GH0L
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 zHxmA
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 9A;6x$s
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 wA0eG@xi)
}FUNC; o8D{dS>,PL
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; vw
rRZ"2
//Windows主函数 @6%gIsj<H
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) 2YIF=YWO},
{ 7s]Wq6
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 L[]^{ O
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 a@SUi~+3
WORD wOffset; //函数偏移 2NR7V*A
LPSTR lpStr; =K6c;
LPLONG lpLong; 2}`R"MeS
char lpNotice[96]; |e"/Mf[
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); OWV/kz5'H
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); +v1-.z
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); Dm4B
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); "8t\MKt(
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 j#o3
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); *SGlqR['\e
lpStr=GlobalLock(hMemData); ;vUxO<cKFq
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); }*-u$=2
//保存原函数要替换的头几个字节
tJ1-DoU
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); pU DO7Q]
Func.lOld=*lpLong; {*__B} ,N
*(lpStr+wOffset)=0xEA; 8|vld3;
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; ruHrv"29
GlobalUnlock(hMemData); .WO/=#O
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); qhwoV4@f
//将保留的内容改回来 kC|Tubs(
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); %L cH>sV
lpStr=GlobalLock(hMemData); w@-b
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ^+a
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; SauHFl8?
*lpLong=Func.lOld; zkG>u,B}
GlobalUnlock(hMemData); _jDS"
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); $/.<z(F
return 1; NE[y|/
} c'~[!,[b<
~%KM3Vap
//自己的替代函数 E4i@|jE~)
o]p#%B?mZ
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* w#<^RKk
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) Rd vn)K
{ Y'&8L'2Z[
BYTE NameDot[96]= rkq)&l=ny
{ _2; ^v`[
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, $*i7?S@~-
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, pzAoq)gg:
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, !(yT7#?hP
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, uwId
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, Wv NI=>
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, /Bm#`?(ia
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, 3~:0?Zuq
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, gs-@hR.,s0
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, BMY>a
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 kLq(!Gs
}; \{:%v#ZZ
1ThwvF%Qo
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; QjqBO+
HDC hMemDC; psu OJ-
BYTE far *lpDot; {GK(fBE
int i; PM8Ks?P#u
for ( i=0;i<3;i++ ) }D Z)W0RDe
{ _o&94&
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32;
{&0mK"z_
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); ~JAjr(G#o
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); Pu-p7:99;'
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); )7k&`?Mh
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); h)^dB,~
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); P3i^S_
DeleteDC(hMemDC); CJv>/#$/F
DeleteObject(hBitmap); xM%`KP.8X
} _HLC>pH~#
return TRUE; /%5_~Jkr,
} ;m''9z)2
E*OG-r
//模块定义文件 relocate.def A3z/Bz4]:#
YWSz84d
NAME RELOCATE =?HzNA$yh
EXETYPE WINDOWS W _J&M4
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE =w?M_[&K)
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE l 4!kxXf-<
HEAPSIZE 1024 6NzBpur 2H
EXPORTS #UBB
lE#
uC- A43utv
五、结束语 6k:y$,w
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。