"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 za<Ja=f9X
RT)0I;
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。 |; $fy-
yIXM}i:
一、发现了什么? !b rN)b)f
笔者多年来一直从事Windows下的软件开发工作,经历了Windows 2.0 、 3.0 、3.1 ,直至Windows 95、NT的成长过程,也遍历了长青窗口、长城窗口、DBWin、CStar、RichWin等多个Windows汉化产品。从现在看来,影响最大也最为成功的,当推四通利方的RichWin;此外,中文之星CStar与RichWin师出一门,其核心技术自然也差不多。其对外宣传采用独特的"陷阱" 技术即动态修改Windows代码,一直是笔者感兴趣的地方。 ?j?{}Z
EXEHDR是Microsoft Visual C++开发工具中很有用的一个程序,它可以检查NE(New-Exe cutable)格式文件,用它来分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就会发现与众不同的两点(以CStar 1.20为例): =(Mv@eA"
^^jF*)DT@
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v ?5$\8gZ
.................................. WT'P[RU2
qk~QcVg
6 type offset target BG-uKJ ^
BASE 060a seg 2 offset 0000 xPQO}wKa
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS <rRmbFH#
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES -*e$>w[.N
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) }!Qo
wG
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) 2i |wQU5w
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) 70lb6A
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) @`wBe#+\
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) ~<Gs<c}z
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) &^ =t%A%#
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) j:)
(`
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) '[qG ,^f
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) ]'~'V2Ey
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) O5Yk=-_m
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) baR{
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) =ub&@~E
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) VG&|fekF
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) nP 2 rN_:4
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) kzJNdYtdH
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) +_:Ih,-
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) DXSZ#^,S[W
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) |WXu;uf$.u
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) %CF(SK2w
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) C([;JO
11[
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE *r:8=^C7S
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) bxkp9o
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) S.t+HwVodO
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) Tud[VS?99
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) 6by5VESx
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) TQE 3/I L
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) mEz&:A
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) hrU.QF8
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) /
DeIs
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) k/?+jb
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) D?@330'P9C
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) 3t68cdFlz
A[htG\A` 0
35 relocations NjYpNd?g
ouVR[w>V
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) TL]2{rf~
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 u;!CQ w/
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。 }`f%"Z
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。
G!XizhE
uO,90g[C/R
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 hJhdHy=U
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 *ubLuC+b
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。 `@?l{
主要的三个模块,有如下的关系: = ;dupz\7
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 9WtTUk
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 !?O:%QG
·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。 JY9Hqf
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。 yK"U:X
以GDI模块为例,运行结果如下: D~NH 4B
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe y ?4|jN
W`6nMFg
Exports: <MT_zET
i1FFf[[ L
rd seg offset name >/5D/}4
............ KkJcHU
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data S U2`H7C*
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data "^22Y}VB
............ =J0FT2 d
isWB)$q
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。 =2J+}ac
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。 jpm}EOq<%
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: EJdq"6S
6 type offset target 84)S0Y8w
*v l_3S5_
.......... cS QUK
W
86S)+h
PTR 0442 imp GDI.351 uW Q`
s:I^AL5
.......... &[R&@l Y
,dZ
9=]
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。 vQu) uml
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。 GlQ=M )E
2=F_<Jh|+
三、动态汉化Windows原理 7-W(gD!`
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。 4sNM#]%|
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? ,_\h)R_
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。 c7wza/r>
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。 "/ @
;6
*J1pxZ^
四、"陷阱"技术 sE>'~+1_O
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。 rUx%2O|qu
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: <XCH{Te1
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; cf0em!
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。 PcDPRX!@
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: A{&Etu(K
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); *$ ^ME
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 r'xa'6&
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): ->8n.!F}
*(lpStr+wOffset) =0xEA; kIXLB!L2b^
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(7W[r6
//源程序 relocate.c !B-&I E?
/91H!s
#include <WINDOWS.H> bs_I{bCu?
#include <dos.h> \?g)jY
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); xu&
v(C9
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); H(?z?2b p
typedef struct tagFUNC {(xNC#
{ 6@Eip[e
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 9;h1;9sC|
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 <`6-J `.
BYTE bOld; //保存原函数第一字节
n-H0cm
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 &w/aQs~
}FUNC; tb0s+rb
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; x`C;
//Windows主函数 D}b+#G(m[
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) f$(w>B7..
{ {wA@5+[
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 wond>m
3
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 3y 0`G8P'h
WORD wOffset; //函数偏移 {d^&$~
LPSTR lpStr; VZ_4B *D
LPLONG lpLong; 0 B3*\ H}5
char lpNotice[96]; (`>4~?|+T
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); )O2^?Q quS
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); kw=+"U
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); $lV0TCgba8
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); o`G'E&
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 Q@]#fW\Y
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); S~Nx;sB
lpStr=GlobalLock(hMemData); [@>Kd`!'
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); }>)"!p;t_
//保存原函数要替换的头几个字节
].:S!QO
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); O a-ZeCq
Func.lOld=*lpLong; #( X4M{I
*(lpStr+wOffset)=0xEA; "d.qmM
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; OBb
GlobalUnlock(hMemData); U_M > Q_r(
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); K mL
PWj
//将保留的内容改回来 _W?}%;
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ,|T
lpStr=GlobalLock(hMemData); )+cP8$n6L
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); q]
,&$d^@
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; c9f~^}jNb
*lpLong=Func.lOld; &?YQVwsN
GlobalUnlock(hMemData); vco:6Ab$
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); YSv\T '3
return 1; \Sg&Qv`
} s*(Y<Ap7d
T7!a@
//自己的替代函数 Ld+}T"Z&M>
xPsuDi8u
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* Eiz\Nb
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) ot-!_w<
{ lR;<6
BYTE NameDot[96]= F(@|p]3*
{ ::adT=
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, ~u}[VP
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, J/RUKhs/
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, ~v+&
?dg
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, 9[$g;}w
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, IVEvu3
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, m}F1sRkdQ
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, (AR-8
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, m,*t}j0 7
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, .;*0odxv
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20
^$rt|]
}; V-J\!CHX
^B]M- XG
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; TKj9s'/
HDC hMemDC; <}i\fJX6
BYTE far *lpDot; Wq"pKI#x
int i; 5l{_E:.1
for ( i=0;i<3;i++ ) ;k!Ej-(
{ 5/neV&VcB
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; 4my8 p Fk
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); js k<N
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); c;wt9J.f
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); ]RGun
GJ
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); @8V8gV?zm
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); T[ mTA>d
DeleteDC(hMemDC); ]lm9D@HMC
DeleteObject(hBitmap); > `z^AB
} {Ivu"<`L3
return TRUE; N2q'$o
} H(
cY=d,
}ZR3
//模块定义文件 relocate.def 7!L"ef62o
_gw~A{O
NAME RELOCATE ydoCoD
w
EXETYPE WINDOWS t'R&$;z@b
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE Pu}r`
E_
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE w[]7{D];
HEAPSIZE 1024 W 4 )^8/
EXPORTS 3%k@,Vvt
ihs@
'jh
五、结束语 ;~xkT'
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。