"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 5es t
qxZIH
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。 y)kxR
y-<.l=6A
一、发现了什么? Y6{^cZ!=
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。 M7#!Y=
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): m8n) sw,,
`_/bg(E
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v --h\tj\U
.................................. wAh]C;+{
zB.cOMx
6 type offset target LV}R 9f
BASE 060a seg 2 offset 0000 SYJO3cY
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS -()WTdIy
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES Xv1vq
-cM
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) m*^)#
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) zt.kNb
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) OqtGKda
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) Xhe& "rM
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) v l"8Oi*r^
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) 5c- P lm%
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) \ `Hp/D1
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) ?N kKDvv
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) ^'3c%&Zf3
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) jY6GWsh:9
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) %QP[/5vQ
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) 0E.N3iU
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) <rC%$tr
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) 4`O[U#?
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) w>W #cTt
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) 20Zxv!
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) <AgB"y@
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) M}]
*j
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) Ow0>qzTg
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) Yp\n=#$[
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE aH}/+Hu-
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) $6Ma{r C|
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) qbyYNlXqm
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) \'|n.1Fr
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) Jr!^9i2j'
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) t:wBh'K~R8
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) $dM_uSt
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) i{$-[*WHiV
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) Vh-8pFt
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) HT<p=o'$Z
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) x`E<]z*w}
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) mTe3%( LD
"ESc^28
35 relocations }rQ Qe:{]B
8D.c."q
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) ]B>76?2W
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 A f'&, 1=q
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。 ~5
6&!4
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。 )>@S8v,(
]_C"A
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 ns~]a:1yh
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 ?%3dgQB'
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:[LJd
主要的三个模块,有如下的关系: 8Lgt
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 UPtj@gtcY
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 h,/Aq
·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。 )kep:-wm
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。 aRTy=~
以GDI模块为例,运行结果如下: rrL.Y&DTK
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe [,Ehu<mEK
L<FXtBJ
Exports: E{
/,
b)
/LFuf`bXV
rd seg offset name |WB-N g
............ ixA.b#!1
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data kk
fWiPO^
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data 'TeH(?3G
............ n/KO{:
W.3b]zcV
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。 x-i1:W9;
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。 [8T{=+k
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: Y`~B> J
6 type offset target cWW?@_
8 a]'G)(ts
.......... sVx}(J
#mV2VIX#Jv
PTR 0442 imp GDI.351 fkI 5~Y|
fd[N]I3
.......... )tG. 9"<
Q`F1t
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。 k;\gYb%L
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。 *)K\&h<{
1L,L/sOwB&
三、动态汉化Windows原理 R-%6v2;ry
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。 >YI Vi4''
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? !Cgj
>=
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。 um%_kX
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。 N
sdpE?V
g8O6
b
四、"陷阱"技术 W
^'|{9&m
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。 eN])qw{
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: -nSf<
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; z&;8pZr
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。 "$(+M t^
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: "pkdZ
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); a``|sn9
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 ]g-%7g|
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): JuO47}i] 5
*(lpStr+wOffset) =0xEA; i~h@}0WR"
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。 y#'hOSR2
//源程序 relocate.c 1AAyzAP9`
i#-v4g
#include <WINDOWS.H> \Th<7WbR6#
#include <dos.h> hDxq9EF
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); Au,oX2$
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); k[@P526
typedef struct tagFUNC ]k!Xb
{ '3S~QN
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 >!Yuef
<P
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 Cd*h4Q]S
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 +vkmS
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 Y,s EM%
}FUNC; +gd5&
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; t"$~o:U&)
//Windows主函数 X,Na4~JO(
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) {KgA
V
{ ]FCP|Jz
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 rpKZ>S|7+)
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 b,Wm]N
WORD wOffset; //函数偏移 =zFROB\
LPSTR lpStr; Q]9$dr=Kk0
LPLONG lpLong; r *K
char lpNotice[96]; !JA;0[;l=
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); )R7Sh51P
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); zamMlmls^
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); h'"m,(a
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); *I 1 H
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 X%b1KG|#(
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); %mC@}
lpStr=GlobalLock(hMemData); ny{C,1QG
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); Om*QN]lGq
//保存原函数要替换的头几个字节 $e+sqgU
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); 7I;kh`H$(f
Func.lOld=*lpLong; 8 #4K@nm5
*(lpStr+wOffset)=0xEA; V|u2(*
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; LwB1~fF
GlobalUnlock(hMemData); mGE!,!s}
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); h]<S0/
//将保留的内容改回来 necY/&Ld-
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); M">v4f&K1!
lpStr=GlobalLock(hMemData); jz8u'y[n7
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); k ]NZ%.
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; 8R*;8y_
*lpLong=Func.lOld; AA5G`LiT
GlobalUnlock(hMemData); Um+_S@h
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); k o@ej^
return 1; L"ho|v9:
} MtJ-pa~n
:{a< ~n`
//自己的替代函数
^xHKoOTj[
zyS8LZ-y9
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* rDFrreQP
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) g@#he95 }
{ +RJ{)Nec
BYTE NameDot[96]= SWrTM
{ W'4/cO
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, ?("O.<
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, ^$ Y9.IH"
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, [-\ Y?3
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, ]r;rAOWVV
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, wlNL;W@w
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, dWn6-es
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, WX4sTxJK
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, TOHz3=
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, %DSr@IX
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 hi,="
/9
}; &>qUT]w
`Moo WG
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; \9[vi +T
HDC hMemDC; RQE]=N
BYTE far *lpDot; KSs1EmB
int i; rf0Z5.
for ( i=0;i<3;i++ ) <)ZQRE@
{ |5vcT,A
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; q=3>ij{v
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); D=ej%]@iw
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); Mqr]e#"o
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); F?6kkLS/
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); EA~xxKq
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); d[t0K]
DeleteDC(hMemDC); 1"y!wsM%
DeleteObject(hBitmap); *}vvS^ c0
} UC+Qn
return TRUE; +,spC`M6h
} xVPSL#>
a*(Zb|g
//模块定义文件 relocate.def S#GxKMO%
!l*A3qA
NAME RELOCATE ,g?ny<#o
EXETYPE WINDOWS p8,=K<
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE k1,k 9BK
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE Ubu&$4a
HEAPSIZE 1024 })OS2F
EXPORTS ~m=GS[=
M!6Fnj
五、结束语 >n,_Aj
c
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。