"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 i7)J|(N2.
p+b/k2Q
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。 4!14:mq
f:3cV(mC
一、发现了什么? e
oE)Mq
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。 xqSZ{E:
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): Dt!KgI3
$mK;{9Z
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v z1b@JCWE
.................................. 1Z 0Qkd(
<<
=cZ.HP
6 type offset target hXFT(J=
BASE 060a seg 2 offset 0000 iUz?mt;k
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS 1E$\&*(
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES vcW(?4e
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) ZeG4z({af
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) UD14q~ (1Z
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) pcv\|)&}
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) io\t>_
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) EkV#i
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) :Xy51p`.;]
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) NcbW"Qv3
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) Z>UM gu3c
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) Tf=1p1!3
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) B _ J2Bf
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) e
6wevK\
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) @ddCVxd
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) qJ5b;=
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) # [i3cn
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) Iep_,o.Sk
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) fhn$~8[_A
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) aAqM)T83
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) }#tbK 2[
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) dB~A4pZa
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) H|e7IsY%
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE {|$kI`h,3-
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) j0"4X
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) 3 }sy{Mx%9
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) m2~`EL>
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) LRw-I.z
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) kXdXyq
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) ,f%4xXI
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) d_ :f-
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) A;X3z-[[
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) I]+OYWp
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) Zk~Pq%u
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) 6W:]'L4!
% dtn*NU
35 relocations qOmL\'8
7[ n
|3
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) g?iZ RM
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 2f{p$YIt
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 ]w,|WZm
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 16N|
S
-,$ (
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 f/z]kfgw
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 'w1ll9O
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。 'k}w|gNB
主要的三个模块,有如下的关系: A|PZ<WAY
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 %qqCpg4
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 ts@w 9|
·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。 V:t{mu5j
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。 8LF=l1=~
以GDI模块为例,运行结果如下: %x;~o:
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe [OPF3W3z
-1hCi!
Exports: \'zloBU
Jj0:p"
rd seg offset name \d.\M
............ 3QXsr<
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data @:Ft+*2
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data A:4&XRYZY
............ C \5yo
nxEC6Vh'
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。 f fI=Bt]t
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。 d%L/[.&
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: 2zbn8tO
6 type offset target ./zzuKO8XK
L)<~0GcP
.......... *6][[)(
<Vt"%C
PTR 0442 imp GDI.351 6)ysiAH?
Jw;G_dQ[
.......... H}&JrT95
Mcz;`h|EW
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。 cb|hIn\>7
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。 ,jW a&7
I\-M`^@
三、动态汉化Windows原理 DTsD<o
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。 ?b}e0C-a
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? Z6-
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。 YIIc@)
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。 v=dK2FaY
UHk)!P>
四、"陷阱"技术 xFIzq
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。 mBB"e"o
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: > Xij+tt{
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; .=yv m
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。 ^R
:zma
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: \|B\7a'4
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); U|QP]6v
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 q-@&n6PEOZ
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): p Djt\R<f
*(lpStr+wOffset) =0xEA; y\CxdTs
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)h
?D
//源程序 relocate.c Gr}NgyT<!D
B+jh|@-
#include <WINDOWS.H> 8$ RiFD,
#include <dos.h> B>I:KGkV
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); A5\ Hq
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); FI$
-."F
typedef struct tagFUNC B\aVE|~PB
{ W lW%z(RC
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 7 _"G@h
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 )_>'D4l?
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 b>#=7;
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 {:\LFB_
}FUNC; Chad}zU`
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; C7AD1rl
//Windows主函数 j,
*=D6
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) +~P_o_M
{ ~>_UTI
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 [wJ\.9<Oa
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 / $s(OFbi#
WORD wOffset; //函数偏移 M^e}w!U
LPSTR lpStr; C1l'<
LPLONG lpLong; \"L0d1DK)
char lpNotice[96]; +T4}wm
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); &U`ug"/k
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); WWOt>C~zV
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); K W
ZEi?
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); jS8B:>
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 [#G*GAa6*
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); )%kiM<})
lpStr=GlobalLock(hMemData); d0Ubt
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); M} ri>o
//保存原函数要替换的头几个字节 O'@[f{
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); mC-wPi8
Func.lOld=*lpLong; Akws I@@
*(lpStr+wOffset)=0xEA; k!bJ&} Q(b
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; 35x]'
GlobalUnlock(hMemData); n0EW
U,1
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); 1_;{1O+B
//将保留的内容改回来 *(5T?p[7
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); D#`>p
lpStr=GlobalLock(hMemData); C9""sVs
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); v046
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; ~6O~Fth
*lpLong=Func.lOld; 9KJ}Ai
GlobalUnlock(hMemData); !g)rp`?
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); ,)TnIByM
return 1; h qhX
} 2 J3/Eu
][#|5UK8L
//自己的替代函数 .RAyi>\e
H;q[$EUNb
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* 6hcK%0z
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) @o#Yq
n3Y
{ Nz*,m'-1e
BYTE NameDot[96]= rQ2TPX<?a
{ !mB
`F C
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, C?W}/r[
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, .N#KW
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, vg"*%K$a
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, qzO5p=}
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, suFk<^3
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, WIAukM8~
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, jffNA^e
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, 0jPUDkH*
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, )iK:BL*Nw
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 cW"DDm
g
}; jP2#w{xq
bC) <K/Q9
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; rce._w }
HDC hMemDC; |;d#k+/;
BYTE far *lpDot; 4gVIuF*pS
int i; CBpwtI>p
for ( i=0;i<3;i++ ) iE_[]Vgc
{ G+k wG)K
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; vfXNN F
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); c6h+8QS
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); R9"}-A
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); ]$sb<o
.a
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); 23,pVo
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); J6>tGKa+e
DeleteDC(hMemDC); P&@,Z#\
DeleteObject(hBitmap); 7xux%:BN
} cnw+^8
return TRUE; ?Pf#~U_
} (ov&iNx
"!eq~/nk
//模块定义文件 relocate.def R7!v=X]i
?2\oi*$
NAME RELOCATE Xh3b=i|K
EXETYPE WINDOWS z}7}D !
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE CPeu="[
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE NpKyrXDJv
HEAPSIZE 1024 H5
:,hrZY
EXPORTS WU@_aw[
>ZeARCf"f
五、结束语 ^SsnCn-e
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。