"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 J67
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A;co1,]gR
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。 56pj(}eq
b] 5dBZ(
一、发现了什么? [<@L`ki
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。 $bE"3/uf
EXEHDR是Microsoft Visual C++开发工具中很有用的一个程序,它可以检查NE(New-Exe cutable)格式文件,用它来分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就会发现与众不同的两点(以CStar 1.20为例): fbApE
6()Jx%
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v #wyceEa
.................................. u>'0Xo9R
Ftyxz&-4$p
6 type offset target 5RT#H0/+
BASE 060a seg 2 offset 0000 ]9QXQH
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS
K3zY-yIco
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES s)\PY
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) (#dR\Di
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) R~=c1bpdq
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) C^$E#|E9 N
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) iZ]^JPU}
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) gbdzS6XW~
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) 3ML^ dZ'
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) }oD^tU IK
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) Ja1 `S+
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) H ezbCwsx&
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) D?BegF
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) i6bUJtL
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) -']Idn6
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) IfH/~EtX
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) OTYkJEC8\N
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) O}C*weU
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) z&9ljQ
iF
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) bM'F8Fi
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) \6AM?}v
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) ?jmL4V2-f
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) C#[P<= v
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE SEnr"}
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) V1,p<>9
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) 2 6}3
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) w!`e!}
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) kh}h(z^
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) LmY[{.'tX
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) zjH8S
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) {*;K>%r\o
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) P*[wB_^&UP
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) E;H9]*x/
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) pa^_D~
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) 3ylSO73R
C6g p}%
35 relocations IPTFx
)]G
X#by Dg
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) |"}7)[BW}
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 .Tl,Ek(
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 S5gBVGh
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 I\Y N!
N*[b26
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 N=U`BhL_
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 Pc?"H!Hkn
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 'JgCl'k,
主要的三个模块,有如下的关系: u[SqZftmO
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 b*tb$F
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 7'At_oG
·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。 "1\GU1x
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。 yFd .tQs
以GDI模块为例,运行结果如下: u)zv`m
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe #Mk3cp^Yl
!ni
1 qM
Exports: oP
T)vN?
v2r|)c,h
rd seg offset name
|Ch,C
............ Qe!3ae`Z
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data @+nCNXK
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data TC2%n\GH*
............ uF[*@N
e ?7NW
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。 d"E3ypPK
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。 sZ7,7E|_
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: kVCWyZh4
6 type offset target qnQ".
30SQ&j[N]
.......... m8
_yorz
,cS_687o
PTR 0442 imp GDI.351 |Vlx:
raSga'uT;
.......... 1R yE8DdP
k;JDVRL
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。 l1`r%9gr
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。 Zl'/Mxg
!Ea9
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三、动态汉化Windows原理 (GGosXU-v
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。 y<m[9FC}
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? IG\Cj7{K^
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。 j+dQI_']x
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。 ;;
{K##^l
N(yd<Mw
四、"陷阱"技术 vf#d
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。 Sp?e!`|8
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: u>vvW|OB[
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; T%FW|jKw
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。 79}jK"Gc
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: ?*xH
HI/
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); D@.qdRc3
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 3` oOoKX
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): E`@Z9k1 `
*(lpStr+wOffset) =0xEA; dKD:mU",M
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。 Zo^]y'
//源程序 relocate.c '/X]96Ci7
!J!&JQ|
#include <WINDOWS.H> v.4G>0 0^
#include <dos.h> n53c}^
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); @x743}Y\
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); AOKC1iD%Y
typedef struct tagFUNC kw#-\RR_c
{ +?Cy8Ev?
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 7Nk|9t
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 YHu]\'Ff
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 gJ9"$fIPc
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 $?k]KD
}FUNC; QX<x2U
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; [.Kp/,JY
//Windows主函数 1kvs2
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) mW{>
{ ,p(&G_
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 |S|'o*u
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 5U+4vV/*
WORD wOffset; //函数偏移 O1t$]k:
LPSTR lpStr; kcg\f@d$
LPLONG lpLong; IPYwUix
char lpNotice[96]; [2Nux0g
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); s/C'f4
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); pz)>y&_o
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); _'L16@q
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); :lvBcFw
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 b.\xPb
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); $6D*G-*8
lpStr=GlobalLock(hMemData); GQCdB>
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); Z(Y:
//保存原函数要替换的头几个字节 d(ypFd9z
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); T{f$S
Func.lOld=*lpLong; Qe ip h
*(lpStr+wOffset)=0xEA; t:vBVDkD
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; Sx e6&
GlobalUnlock(hMemData); $of2 lA
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); XM`
H@s7
//将保留的内容改回来 cgQ6b.
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); hKWWN`;b !
lpStr=GlobalLock(hMemData); $8HiX6r
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 3T
gX]J@
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; 2ag8?#
*lpLong=Func.lOld; 9:VUtx#}2
GlobalUnlock(hMemData); 4:N*C7P
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); e3 :L]4t
return 1; Ur>1eN%9'
} u{\'/c7G
m}=E$zPbO
//自己的替代函数 aVc{ aP
y;8&J{dd
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* >,]8iMh
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) b7Z o~Z
{ 3)\fZYu)
BYTE NameDot[96]= qa
)BbK^i
{ DHw)]WB M
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, %%uE^nX>
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, gC/ e]7FNr
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, K SOD(
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, TSsZzsdr2
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, ZCPUNtOl
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, L1/`/
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, !+^'Ej)z
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, rHX^bcYK
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, Y6sX|~Zy
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 k_0@,b3
}; 5j1d=h
Ws@'2i\;
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; \?^2}K/
HDC hMemDC; tULGfvp
BYTE far *lpDot; cpltTJFg
int i; c!4F0(n4
for ( i=0;i<3;i++ ) D@*<O=_D(
{ x
I.W-js[
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; 71c[`h*0{
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); jBw)8~tYm
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); !V37ePFje
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); 1Qf}nWy
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); $?0ch15/
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); gtA34iw
DeleteDC(hMemDC); 0Lxz?R x]<
DeleteObject(hBitmap); fj5g\m
} 6&eXQl
return TRUE; PFh ^Z L
} cu0IFNF}[
=79R;|5
//模块定义文件 relocate.def P6 OnE18n
JF 4A
NAME RELOCATE -Qn7+?P
EXETYPE WINDOWS !-f Bw
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE *n? 1C"l
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE l:!L+t*}6
HEAPSIZE 1024 YS9RfK/
EXPORTS K}R+~<bIY
x.?5-3|d$
五、结束语 ,JV0ib,
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。