"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 Esc*+}ck
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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。 $U uSrX&
D92#&,KD
一、发现了什么? <2\4eusk
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。 +2}aCoL\
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): N+<`Er
OT&mNE4
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v n*4N%yI^m5
.................................. -rEg(@S %
Ly0U')D:
6 type offset target )u. ut8![T
BASE 060a seg 2 offset 0000 `=]I-5#.W
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS P5:X7[
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES oNgu-&
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) B{D!5{t
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) ^:b%QO
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) "hwG"3n1
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) :QSCky*i
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) *mqoyOa
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) QU&b5!;&
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) l_GsQ0
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) #>SvYP
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) Lv;R8^n
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) `.0QY<;
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) t^|+|>S
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) c`'2
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) {y{&tzZ
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) FyXz(l:
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) #+1*g4m~B
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) -L9I;]:KY
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) ODGOWw0
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) 9s5PJj "u
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) [qHLo>HaL
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) eBD7 g-
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE 6J|Ee1Ez
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) ,j4 ;:F
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) ^#H%LLt
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) P'prp=JD
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) @wWro?s'p
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) yDt3)fP#
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) !MOgM
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) 9(%ptnya
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) -U6" Ce
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) JRMe(,u
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) oGzZ.K3 A
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) FFT h}>>
]jUxL=]r
35 relocations KrQ8//Ih
! H)D@,@ &
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) * /S=9n0
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 >Q0HqOq
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。 x(e=@/qp
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。 OzFA>FK0f;
~E2xIhV
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 \W<r`t4v
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 .Dw^'p>
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。 <y+8\m
主要的三个模块,有如下的关系: *@'\4OO
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 *QzoBpO<
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 VP4W~;UV|\
·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。 b"+J8W
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。 ^L&hwXAO:
以GDI模块为例,运行结果如下: ;cBFft}D
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe %N!2 _uk5
7`^]:t
Exports: `I.Uw$,P
P)?)H]J"
rd seg offset name *KP
60T
............ K0xZZ`
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data o=`FGowF
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data X<4h"W6
............ 4Fr0/="H
\lVX~r4
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。 {1^9*
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。 Ju$vuEO
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: W&[}-E8<Y
6 type offset target m:77pE&o
JFx=X=C
.......... )-FQ_K%
!BHIp7p
PTR 0442 imp GDI.351 z0}j7ns]
SxRJ{m~
.......... 9\_s&p=:.
<<
6GE
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 GeR#B;{
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 |}G"^r
FSEf0@O:
三、动态汉化Windows原理 *wTX
我们知道,传统的汉化Windows的方法,是要直接修改Windows的显示、输入、打印等模块代码,或用DDK直接开发"中文设备"驱动模块。这样不仅工作量大,而且,系统的完备性很难保证,性能上也有很多限制(早期的长青窗口就是如此),所以只有从内核上修改Windows核心代码才是最彻底的办法。 0>|q[SC
从Windows的模块调用机制,我们可以看到,Windows实际上是由包括在KERNEL、GDI、US ER等几个模块中的众多函数支撑的。那么,修改其中涉及语言文字处理的函数,使之能适应中文需要,不就能达到汉化目的了吗? qd0G sr}j
因而,我们可以得出这样的结论:在自己的模块中重新编写涉及文字显示、输入的多个函数,然后,将Windows中对这些函数的引用,改向到自己的这些模块中来。修改哪些函数才能完成汉化,这需要深入分析Windows的内部结构,但CHINESE.DLL已明确无误地告诉了我们,在其数据段的重定位表中列出的引用函数,正是CStar修改了的Windows函数!为了验证这一思路, 我们利用RichWin作一核实。 %%NoXW
用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函数在GDI的第一代码段6139H偏移处(不同版本的Windows其所在代码段和偏移可能不一样)。然后,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +开发工具中的一个)检查GDI的Code1段,6139H处前5个字节是 B8 FF 05 45 55,经过运行Ri chWin 4.3 for Internet后,再查看同样的地方,已改为 EA 08 08 8F 3D。其实反汇编就知道,这5个字节就是 Jmp 3D8F:0808,而句柄为0x3D8F的模块,用HelpWalk能观察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一代码段( 模块名为TEXTMAN)。而偏移0808H处 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一个函数起始的地方,这实际上就是RichWin所重改写的ExtTextOut函数。退出Ri chWin后,再用HelpWalk观察GDI的Code1代码段,一切又恢复正常!这与前面的分析结论完全吻合!那么,下一个关键点就是如何动态修改Windows的函数代码,也就是汉化Windows的核心——"陷阱"技术。 D:@W*,
8T3,56>
四、"陷阱"技术 WzzA:X
讨论"陷阱"技术,还要回到前面的两个发现。发现之二,已能解释为修改的Windows函数,而发现之一却仍是一个迷。 wo`.sB&T
数据段存放的是变量及常量等内容,如果这里面包含有重定位信息,那么,必定要在变量说明中将函数指针赋给一个FARPROC类型的变量,于是,在变量说明中写下: 1-gM)x{Jr
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; SP%X@~d
果然,在自己程序的数据段中也有了重定位信息。这样,当程序调入内存时,变量FarPro cFunc已是函数ExtTextOut的地址了。 |Rfj
0+
要直接修改代码段的内容,还遇到一个难题,就是代码段是不可改写的。这时,需要用到一个未公开的Windows函数AllocCStoDSAlias,取得与代码段有相同基址的可写数据段别名, 其函数声明为: oZ%uq78#[%
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); ~}_^$l8#-Q
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 >eGg 1
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'WXi!>7p
*(lpStr+wOffset) =0xEA; Ij#mmj NW
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。 2|,$#V=
//源程序 relocate.c TZgtu+&
>6C\T@{lJ
#include <WINDOWS.H> Oa/^A-'Q
#include <dos.h> a OmG, +o
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); >|SIqB<%:
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); pf8'xdExH)
typedef struct tagFUNC [(n5-#1S
{ v^&HZk=(
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 Z 8w\[AF{$
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 1GN^uia7
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 ]t0o%w
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 ?\\wLZ
}FUNC; #*A&jo'E
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; Y(,RJ&7
//Windows主函数 b~^'P
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) IOFXkpKR
{ VN)WBv
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 P`Zon
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 :%gc Sm
WORD wOffset; //函数偏移
9tpyrGv
LPSTR lpStr; ]O|>nTa
LPLONG lpLong; <J^5l0)q
char lpNotice[96]; v/ry" W
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); ;<i
u*a
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); mu
B Y
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); dC6>&@
VX
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); 1:eWZ]B5"
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 .w4|$.H
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); EeYL~ORdi
lpStr=GlobalLock(hMemData); s4Ja y!A
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ~?NCmU=3
//保存原函数要替换的头几个字节 qK'mF#n0#
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); >"/TiQt
Func.lOld=*lpLong; B>i%:[-e
*(lpStr+wOffset)=0xEA; ]:f.="
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; Gm-
"?4(
GlobalUnlock(hMemData); jZIT[HM
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); <~|n}&
//将保留的内容改回来 _L8&.=4]i
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); }6l:'nW
lpStr=GlobalLock(hMemData); #Shy^58$
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); TD\TVK3P
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; @C-dCC?
*lpLong=Func.lOld; 2@(+l*.Q
GlobalUnlock(hMemData); `pbCPa{Y
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); n*GB`I*g
return 1; VsA_x
} 7UBW3{d/u5
ULew ~j
//自己的替代函数 L@MCB-@V
Q8HNST($?
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* t_^cqEr
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) 86%k2~L
{ 7_Vd%<:
BYTE NameDot[96]= T \34<+n1N
{ K;/f?3q
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, Cdl"TZ<
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, a/E(GQ,,
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, <c@dE
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, ?o V.SG'
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, []\-*{^r
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, nILUo2e~
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, wOUCe#P|r
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, >o"s1*
{
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, '\H
& EJ'
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 P3bRv^
}; =2Ju)!%wr
iMVQt1/
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; H"+|n2E^
HDC hMemDC; _u-tRHh|A
BYTE far *lpDot; 6jr}l
int i; ^N}{M$
for ( i=0;i<3;i++ ) `iuQ.I
{ fk^DkV^<
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; TbMlYf]It
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); [Qk j}
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); g3n>}\xG>
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot);
fNr*\=$
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); e,vgD kI;
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); (4l M3clF
DeleteDC(hMemDC); ">|L<
DeleteObject(hBitmap); mznE Cy
} 99h#M3@!
return TRUE; R{4[.
} Wbmqf
s
p<a~L~xH6
//模块定义文件 relocate.def ku v<
aLevml2:T
NAME RELOCATE eF8um$t9
EXETYPE WINDOWS ^YPw'cZZ&
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE ({rescQB
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE YcaLc_pUx
HEAPSIZE 1024 aj+I+r"~
EXPORTS .dBW{|gN
5tbi};
五、结束语 9&c *%mm
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。