"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 ;ne`ppz0
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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。 .d}yQ#5z
4sntSlz)~k
一、发现了什么? 2$kB^g!:o
笔者多年来一直从事Windows下的软件开发工作,经历了Windows 2.0 、 3.0 、3.1 ,直至Windows 95、NT的成长过程,也遍历了长青窗口、长城窗口、DBWin、CStar、RichWin等多个Windows汉化产品。从现在看来,影响最大也最为成功的,当推四通利方的RichWin;此外,中文之星CStar与RichWin师出一门,其核心技术自然也差不多。其对外宣传采用独特的"陷阱" 技术即动态修改Windows代码,一直是笔者感兴趣的地方。 bhGRD{=
EXEHDR是Microsoft Visual C++开发工具中很有用的一个程序,它可以检查NE(New-Exe cutable)格式文件,用它来分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就会发现与众不同的两点(以CStar 1.20为例): Y,GlAr s4
tk R~(h
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v jL8A_'3B
.................................. 9 " t;6
z@,(^~C_
6 type offset target ||Owdw|{
BASE 060a seg 2 offset 0000 X'<RqvDc5
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS VBQAkl?(}4
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES l"(PP3
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) ;y. ;U#O
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) \Cu=Le^
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) Q,JH/X
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) U3z23LgA
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) ;4ybkOD
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) }nX0h6+1
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) S6(48/
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) @--"u_[
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) -3mIdZ
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) v@ OELJX
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) 7Y[ q)lv
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) ]W$G!(3A
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) D4@?>ek6U
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) D ka8[z7
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) N2U&TCc
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) \1gAWUt('
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) _hyqHvP
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) -&`_bf%M
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) v0dzM/?*
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) qbsod
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE K<:%ofB"S
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) pP1DR'
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) HEbL'fw^s
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) >!@D^3PPA
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) XVt;hO
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) LwRzzgt
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) ]T'8O`
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) "i(f+N,)
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) c:Cw#
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) 'DVn /3?X
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) K=o {
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) XJPIAN~l
o]4BST(A
35 relocations &_-=(rK
b#p0s?*
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) uP%VL}%0
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 .tLRY
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。 v~Dobk/n
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。 a'|]_`36x
[KYq01cj
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 WN{8gL&y
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@;~7L
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。 Cip|eM &l
主要的三个模块,有如下的关系: Yg '(
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 ^i#0aq2}
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 #*qV kPX
·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。 _g/d/{-{Q
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。 >*gf1"
以GDI模块为例,运行结果如下: SF*mY=1
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe KTT!P 4
YToG'#qs
Exports: d*Su
c
9&=%shOc+x
rd seg offset name AZhI~QWo
............ 1}|y^oB\-
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data yN{**?b
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data jZqa+nG51
............ *\xRNgEQ
]~dB|WB
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。 9 c9$cnQ
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。 xj U0&
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: hz;SDaBA
6 type offset target `Zo5!"'
jrN 5l1np
.......... *!y04'p`<
c^1JSGv
PTR 0442 imp GDI.351 OfBWf6b
*vRHF1)L
.......... .Qn#wub
<:/aiX8
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。 v"(6rZsa
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。 #S/~1{
:RB7#v={
三、动态汉化Windows原理 *8a[M{-X
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。 =v\}y+
Yh
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?
y@*4*46v
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。 i: UN
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。 UdkNb}L
p%>!1_'(
四、"陷阱"技术 ld(_+<e
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。 / zNVJhC
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: :/=P6b;
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; 4IfkYM
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。 w/o8R3F
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: 9m>L\&\_e
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); 4%nK0FAj
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 g=4P-i3
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): `O3#/1+
*(lpStr+wOffset) =0xEA; Om:Gun\%
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。 1iR\M4?Frf
//源程序 relocate.c #Qz9{1\G
K
~\b+
#include <WINDOWS.H> qfFa" a
#include <dos.h> LL3| U
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); fy>3#`T-
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); !$iwU3~<
typedef struct tagFUNC Z%.Ld2Q{
{ x?{l<mc
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 lxXF8c>U
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 5C`Vno~v
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 ',FVT4OMw
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 QrmGrRH
}FUNC; lp$,`Uz`
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; 6tVp%@
//Windows主函数 e
jk?If 07
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) :LX!T&
{ 0[ n;ZL~
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 *yI( (G/
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 _%rkN0-(a
WORD wOffset; //函数偏移 r
H9}VA:h
LPSTR lpStr; T^|6{ S\
LPLONG lpLong; _pS)bxw
char lpNotice[96]; gEVoY,}/-U
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); k~<ORnda
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); L-|7
&
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); ;2BPEo>z9
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); P&o+ut:
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 @d3yqA
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); P1TTaYu
lpStr=GlobalLock(hMemData); 'zt}\ Dt
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); o~:({
//保存原函数要替换的头几个字节 &{M-<M
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); \3U.;}0_X
Func.lOld=*lpLong; $dt*
4n '
*(lpStr+wOffset)=0xEA; >>-{AR0
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; `o+J/nc
GlobalUnlock(hMemData); O'k<4'TC
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); )u!}`UJ
//将保留的内容改回来 yq[CA`zVN
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); :oZ~&H5Q
lpStr=GlobalLock(hMemData); 0#ePg6n
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); \@6w;tyi
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; =snJ+yn!
*lpLong=Func.lOld; LGRhCOP:
GlobalUnlock(hMemData); g fv?#mp
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); :NwFJc
return 1; XHuHbriI
} z*^vdi0
Y5IQhV.
//自己的替代函数 Y-DHW/Z~
A sf]sU..
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* kafj?F
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) tN;~.\TKg
{ >?X(,c
BYTE NameDot[96]= F JxH{N6a
{ jvE&%|Ngw
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, ,}OQzK/"mP
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, %8%0l*n'
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, _32 o7}!x
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, ;ahI}}
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, JHVesX
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, olDzmy(=W*
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, ~m7?:(/lb
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, &ujq6~#
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, g31\7\)Ir
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 6O'B:5~[2
}; pEGHW;
^zS|O]Tx
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; ZoKX ao
HDC hMemDC; lS`VJA6l.
BYTE far *lpDot; j =b-Y
int i; #5IfF~*i
for ( i=0;i<3;i++ ) ?B4X&xf.D
{ Fmrl*tr
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; H]f8W]"c[
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); M059"X="
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot);
-S}^b6WL
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); Q
S.w#"X[
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); Z2\Xe~{
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); iJ`v3PP
DeleteDC(hMemDC); llBW*4'
DeleteObject(hBitmap); :"oUnBY%
} tj!~7lo
return TRUE; ~c
GH+M@
} pXxpEv
9d,2d5Y
//模块定义文件 relocate.def pB]+c%\
Je~Ybh
NAME RELOCATE '%A*Z,f
EXETYPE WINDOWS V)r6bb{^
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE O:O
+Q!58
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE u#34mg..
HEAPSIZE 1024 v/7iu*u
EXPORTS F,
p~O{
Q
a<Ptm(,
五、结束语 jP"='6Vrw
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。