"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 VtzX I2.2
`&!J6)OJ
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。 e{fm7Cc)D
t Zqy \_G
一、发现了什么? %\QK/`krp
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。 iES?}K/q
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): 3PgiV%]
s6.#uT7h
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v 8}<4f|?
.................................. 3|9
U`@
*g~\lFX,u
6 type offset target 5fDnr&DR
BASE 060a seg 2 offset 0000 e9@7GaL`"S
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS z-;2)RkV2
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES jce^Xf
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) uSU[Y,'x
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) /R!/)sg
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) ~.L\f%<
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) UqEpeLK
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) NB[(O#
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) 60@]^g;$I
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) TX7]$Wj
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) DU=rsePWE
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) M^3pJ=;5
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) 41Htsj
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) @EV*QC2l;Y
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) Vi o ~2
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) csNB
\
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) @$ggPrs
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) '&n4W7
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) (M,IgSn9
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) 5y%-K=d
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) $bd2TVNV:
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) !=yNj6_f
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) GfMCHs
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE W]U},g8Z
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) 67{>x[
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) AQ`
`Dp
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) TEY n^/n~
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) S#wy+*
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) ? j8S.d~
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) MzudCMF
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) gV\{Qoj
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) wSwDhOX=
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) !0k'fYCa
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) -=)Al^V4T
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) SV}C]<
4T<4Rb[
35 relocations isiehKkD
3j2#'Jf|:
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) okv`+VeA
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 r3_O?b
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 i`hr'}x
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 Sq Y$\&%
?!Bf# "TY
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 mIy|]e`SJ
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 <*'%Xgm
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。 Gi=s|vt
主要的三个模块,有如下的关系: ]dj
W^C]94
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 CfMCc:8mL
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 &?)?
w-$p
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 <RaM@E
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 XVwJr""+
以GDI模块为例,运行结果如下: eGF+@)K1"
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe =]swhF+l-
_9<nM48+t
Exports: 5zf bI
yJRqX]MLA
rd seg offset name 7}r6mr0vpm
............ q<Sb>M/\,
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data ah9P
C7[
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data :Ou[LF.O
............ 1](PuQm7+
T>cO{I
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 ](2\w9i%
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 4v?}K
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: yPXa
6 type offset target )d$FFTH
wdo(K.m
.......... XTro;R=#
LjEG1$F>
PTR 0442 imp GDI.351 H,q-*Kk
u"s@eN
.......... y`Nprwb
=euMOs
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 &`^PO$
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"Caz
\0,8?S
三、动态汉化Windows原理 qe<xH#6
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。 +
\jn$>E
从Windows的模块调用机制,我们可以看到,Windows实际上是由包括在KERNEL、GDI、US ER等几个模块中的众多函数支撑的。那么,修改其中涉及语言文字处理的函数,使之能适应中文需要,不就能达到汉化目的了吗? %5yP^BL0
因而,我们可以得出这样的结论:在自己的模块中重新编写涉及文字显示、输入的多个函数,然后,将Windows中对这些函数的引用,改向到自己的这些模块中来。修改哪些函数才能完成汉化,这需要深入分析Windows的内部结构,但CHINESE.DLL已明确无误地告诉了我们,在其数据段的重定位表中列出的引用函数,正是CStar修改了的Windows函数!为了验证这一思路, 我们利用RichWin作一核实。 kuI$VC
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。 ? l>Ra0
3o^~6A
四、"陷阱"技术 3n3$? oV
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。 %F2T`?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: >*]dB| 2
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; e,DRQ2AU
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/b1^
Y
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: 3\2^LILLO
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); \f-@L;8#
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 UpSa7F:Uw
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): >v'@p
*(lpStr+wOffset) =0xEA; JKY
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/.# zn@9h
//源程序 relocate.c x,j%3/J^2
"UUoT
#include <WINDOWS.H> 044Q>Qz,
#include <dos.h> ^OrO&w|
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); -,qGEJ
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); %{B4M#~
typedef struct tagFUNC pqDlg
{ J;S Z"I'
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 qNX+!Y}y
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 f#&@Vl(i&
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 RH^;M-'
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 <~hx ~"c
}FUNC; >>T,M@s-:
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; 'byao03
//Windows主函数 ,E&W{b
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow)
MZ%S3'
{ f3SAK!V+s
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 30{+gYA
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 \F9HsR6
WORD wOffset; //函数偏移 xMA2S*%ca
LPSTR lpStr; ?8ady%
.ls
LPLONG lpLong; IN=l|Q$8f
char lpNotice[96]; YDaGr6y4i
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); Mi<}q@]e
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); , GMuq_H
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); 9Idgib&
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); SN5Z@kK
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 F>
b<t.yV
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); q@d6P~[-gj
lpStr=GlobalLock(hMemData); K_}81|=
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); kPYQcOK8
//保存原函数要替换的头几个字节 /rnP/X)T
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); 6#Bg99c
Func.lOld=*lpLong; oR}'I
*(lpStr+wOffset)=0xEA; _/5xtupxE
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; ) %bY2
pk
GlobalUnlock(hMemData); zvKypx
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); fvM|Jb
//将保留的内容改回来 $*;ke5Dm4
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ,a\pdEPj
lpStr=GlobalLock(hMemData); *W<|5<<u@
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); K~14;
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; [p96H)8YU
*lpLong=Func.lOld; q&@q/9kz
GlobalUnlock(hMemData); Y4)=D@JI
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); K~
VUD(
return 1; r~sQdf
} fHacVjJ
G;;iGN
//自己的替代函数 t**o<p#)f
\q:PU6q
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* NplkhgSj
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) gg QI
{ ?&"!,
BYTE NameDot[96]= oT[8Iu
{ > 72qi*0
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, bS*oFm@u
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, h7[PU^ m
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, QW6\~l 4
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, J@Qw6J
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, Z{
b($po
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, qb$f ,E[
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, n##d!d|g
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, KHt.g`1:R
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, j:J{m0
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 ]z5gC`E0
}; ewv[nJD$
roE*8:Y
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; y3pr(w9A
HDC hMemDC; AV^Sla7|_
BYTE far *lpDot; \!,qXfTMB
int i; 3qBZzM
O*
for ( i=0;i<3;i++ ) ?#_] Lzn'
{ i*Ee(m]I
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; $_NP4V8|z/
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); f
iu?mb=*
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); J;cTEB
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); 3*$)9'
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); {h *Pkn1
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); Z}4
`y"By
DeleteDC(hMemDC); 7cMSJM(]G
DeleteObject(hBitmap); XhxCOpO
} xk$U+8K
return TRUE; -P|st;?#
} 1VC:o]$
isR|K9qf^
//模块定义文件 relocate.def iLD:}yK
Wf>scl`s
NAME RELOCATE 5rx;?yvn
EXETYPE WINDOWS #Jqa_$\.
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE oN6X]T<
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE cN\Fgbt
HEAPSIZE 1024 "iY=1F"\R
EXPORTS @>sZ'M2mq
dr iw\
五、结束语 ]~1Xx:X-
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。