"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 !Q{~f;L
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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。
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.83z =
一、发现了什么? [Y8ot-6
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。 r-ljT<f%J[
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): w%eEj.MI|i
]?V2L`/
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v Vc&xXtm[v
.................................. \&4)['4,
L87=*_!B;
6 type offset target ?}<Wmy2A
BASE 060a seg 2 offset 0000 3`{[T17
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS g&O!w!T
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES c{!XDiT]P
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) <v$yXA
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) >qci$
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) H#B97IGT
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) A#CG D0T
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) aKw7m={
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) ::!{f+Up
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) U_AmRiy
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) ya'OI P `
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) v}&J*}_XZ
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) Jl{g"N{2u'
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) jT:kk
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) ef]60OtP
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) +tp@Tb
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) z+X DN:
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) o'!WW
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) }+BbwBm&
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) sU;aA0kz
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) R%)7z)~
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) Hb@PQcj
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) >UBozmF=\
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE );*#s~R
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) Y1L7s H 9
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) THz=_L6
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) $s!2D"wl n
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) >l(|c9OWM
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) 8aa`0X/6
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) #H&`wMZZ:
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) j4!oBSp
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) k{.`=j
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) >kG: MJj
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) zM++Z*
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) Ap9 %5:]
"78BApjWT6
35 relocations Oo8"s+G
|9fGn@-
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。)
d/&~IR
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 ~"i4"Op&
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 +4m~D`fqt[
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 mNnt9F3Eq
h . R bdG
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 1bpjj'2%x
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 E:S (v
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 ("ulL5
主要的三个模块,有如下的关系: t.= 1<Ed
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 Nk&$b
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 /Q2{w>^DK
·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。 ~6O<5@k
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。 GN@(!V#/4
以GDI模块为例,运行结果如下: q5u"v
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe i9quP"<9
x/xd
Exports: o+
0"@B
9ld'SB:#
rd seg offset name iK <vr
............ I,wgu:}P#
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data DW.vu%j^[
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data pZO`18z
............ ,pMH`
H3qM8_GUA
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。 w8>
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。 9|9Hk1
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: mQy!*0y
6 type offset target ={gf x;
6;vfl*
.......... \oc*
@h";gN
PTR 0442 imp GDI.351 @O Rk
+-+%6O<C
.......... N)N\iad^
wJKP=$6n_
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 ^YwTO/Q|
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 Zcg@]Sx(I
)Me$BK>
三、动态汉化Windows原理 -OPJB:7Z
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。 K|g+Wt^tQ
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? vS_Ji<W~E
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。 {e'V^l.v
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。 '#p2v'A
wtpz ef=
四、"陷阱"技术 7U_OUUg
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。 c-gpO|4>
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: x\MzMQ#Bf
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; iR(jCD?) Y
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。 ]E!b&
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:
YD|;xuh
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); m0zbG1OE
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 0k\BE\PQk
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): "ABg,^jf
*(lpStr+wOffset) =0xEA; />q?H)6
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。 [~#]p9|L
//源程序 relocate.c q"O4}4`
y2:~_MD
#include <WINDOWS.H> IGC:zZ~z
#include <dos.h> AV%t<fDG#
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); u^Sa{Jk=
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); 9yt)9f
typedef struct tagFUNC /3pvq%i
{ ,q|;`?R;
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 0l&#%wmJ,
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 pX~X{JTaL)
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 {i09e1
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 %SHgXd#X
}FUNC; {InD/l'v6n
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; :t8?!9g
//Windows主函数 VQ,;~^Td
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) Y)oF;ko:
{ ^vA"3Ixb!
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 $>csm
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 }>
pNf
WORD wOffset; //函数偏移 lujUEHzp
LPSTR lpStr; 7j22KQ|EX^
LPLONG lpLong; |k ]{WCD]
char lpNotice[96]; Svun
RUE-f
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); Ga
M:/.
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); nS5g!GYY,k
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); C@#KZ`c)
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); Q eZg l!
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 9J
$"Qt5;6
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); &}q;,"
lpStr=GlobalLock(hMemData); k=D}i\F8
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); h.%)RW?
//保存原函数要替换的头几个字节 V9dJNt'Ui
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); @3_[NI%
Func.lOld=*lpLong; &u}]3E'-k
*(lpStr+wOffset)=0xEA; "1iLfQ
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; fp`k1Uq@
GlobalUnlock(hMemData); b Y^K)0+^s
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); 3UX/
//将保留的内容改回来 xb22:
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ["65\GI?
lpStr=GlobalLock(hMemData); $[1J[eY*
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); z3mo2e
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; |K,[[D<R
*lpLong=Func.lOld; -D&d1`N4
GlobalUnlock(hMemData); EjDr
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); qQ
T^d
return 1; E# UAC2Q
} 8[\~}Q6
HV}*}Ty
//自己的替代函数 OB5t+_s
4;D>s8dgG
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* !bGMVw6_
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) __OH
gp 1
{ W0qn$H
BYTE NameDot[96]= 'U/X<LCl
{ P3op1/Np
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, sG K7Uy
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, .wvgHi
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, )~LqBh
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, tB/'3#o
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, Q@aDa 8Z
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, :|TQi9L$rj
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, \{K~x@`
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, FNy-&{P2
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, S #6:!
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 iQ#dWxw4
}; FesUE_L2$
f C_H0h3
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; &(/QJ `*8
HDC hMemDC; bb}$7v`G
BYTE far *lpDot; Jnl#d0)
-
int i; `Dp_c&9]
for ( i=0;i<3;i++ ) Fsi;[be$A
{ D wtvtglqV
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; ]7:*A7/!.
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); Cj1nll8c
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); )gPkL
r
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); !'f.g|a
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); W>cHZ. _
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); m$!Ex}2
DeleteDC(hMemDC); s_RUb
DeleteObject(hBitmap); |:)ARH6l#
} R
Y ";SfYb
return TRUE; YX{c06BHs
} Q=n2frW(T
k?VH4yA
//模块定义文件 relocate.def ^\3r}kJ0Lp
+5xk6RP
NAME RELOCATE m>&:)K}m
EXETYPE WINDOWS nz_1Fu>g|
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE K bM1b
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE 56 [+;*
HEAPSIZE 1024 RElIWqgY
EXPORTS .X;DI<K
c#<p44>U
五、结束语 (y!V0iy]
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。