"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 ?r{TOjn
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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。 M:R8<.{
AI&qU/}
一、发现了什么? \bU`
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。 Qo'yS"g<9)
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): 8 ne/=N|,
gO+\O
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v ~c9>Nr9|`
.................................. j(0Ilx|7v
cwk+#ur
6 type offset target uzHT.iBn
BASE 060a seg 2 offset 0000 YSqv86
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS *,"jF!C&[
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES By2s ']bw
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) 7sXy`+TZ->
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) i~9?:plS
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) }P#Vsqe V
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) J4YT)-
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) *R5`.j =
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) t(}/g
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) A[RHw<
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) GHv{
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) Vd,' s
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) 2Oyy`k
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) @'*eC}\E
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) 'z)hG#{I
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) LyGUvi
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) yC
W*fIaq
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) ITVQLQ
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) z(+&wa
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) T_eJ}(p
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) VLiIO"u;
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) qB:AkMd&
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) /?Vdqci
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE _l<mu? "
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) cg,Ua!c
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) @@Q6TB
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) [q1Unm
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE )
}g>kpa0c
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) Y=E9zUF
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) Rv,82iEKs
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) qYK4)JP
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) @M=$qO_$9
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) !x7o|l|cP
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) \]I
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) 8"x9#kyU<3
(_K_`5d;QI
35 relocations Tp?-*K
kae2 73"
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) ?mMW*ico
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 :s"2Da3B
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。 wZjlHe
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。 fp{G|.SA
8.yCA
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 I+|uUg5
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 b0 &
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。 +Qs!Nhsq
主要的三个模块,有如下的关系: TiyUr [
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 m2(E>raV6
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 T6uMFD4 |
·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。 !{(ls<
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。 ^LVk5l)\>g
以GDI模块为例,运行结果如下: Um z05*
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe y@3Q;~l,
ePEe?o4;
Exports: 9/@ &*
Me,<\rQ
rd seg offset name !MoOKW
............
Yl~$V(
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data "]#'QuR
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data ul@3
Bt
............ I^G^J M!
h=6xZuA\
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+ukAT
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。 Q_]~0PoH
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: q>-R3HB
6 type offset target hm\\'_u
>F[GVmC
.......... PO o%^'(
rP'AJDuq
PTR 0442 imp GDI.351 O9^T3~x[V
"Zcu[2,
.......... 1`JB)9P
>3PMnI
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。 ?YBaO,G9o
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。 ]g,lRG
J\=a gQ
三、动态汉化Windows原理 Xwq]f:@V
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。 j;\[pg MR/
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? d>|;f
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。 q@l(Qol
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。 m[:K"lZ
]2
]-:6T0JuS
四、"陷阱"技术 w2OsLi Sv
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。 Od{jt7 <j#
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: {<K=*rrZ
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; 9x?'}
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。 8sg|MWSU
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: ?:igumeYX
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); E'EcP4eL
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 Wp[9beI*M
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): ar$*a>'?
*(lpStr+wOffset) =0xEA; ?pG/m%[
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 =45W\
//源程序 relocate.c kRlA4h1u_$
q]FBl}nwl%
#include <WINDOWS.H> 9S>g6}[E#0
#include <dos.h> +sf .PSz$
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); !^WHZv4
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); S^N{wZo
typedef struct tagFUNC :( ,mL2[
{ P:k+ y$
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 <a|@t@R
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 8lP6-VA
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 L:@fP~Erh
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 }y6q\#G
}FUNC; #U ASH&
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; pRi<cO
//Windows主函数 C6jR=@42Q
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) zN!j%T.e
{ BStk&b
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 kOjf #@c
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 Lm6**v
WORD wOffset; //函数偏移 u =J&~
LPSTR lpStr; h@1!T
LPLONG lpLong; <)U4Xz ?
char lpNotice[96]; 5 1dSFr<#
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); `1+F,&e
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); _<*Hv*Zm
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); )`+YCCa6F
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); pe.QiMW{8
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 `A)"%~
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); h<x4YB5Mj
lpStr=GlobalLock(hMemData); wCCV2tk
lpLong=(lpStr+wOffset+1 );
u0
y 1
//保存原函数要替换的头几个字节 2@khSWV
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); 4kl Ao$
Func.lOld=*lpLong; X`JVR"=4
*(lpStr+wOffset)=0xEA; ?*u*de[,
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; S6D^3n
GlobalUnlock(hMemData); gl7|H&&xV
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); :a0zT#u
//将保留的内容改回来 uQ/h'v
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); l]6%lud8_
lpStr=GlobalLock(hMemData); _}gtcyx
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); v }\,o%t^
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; *%gF2@=r8F
*lpLong=Func.lOld; )rm4cW_
GlobalUnlock(hMemData); Or0O/\D)
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); M.[rLJZ4
return 1; ,S&z<S_
} rwf^,r"r
6b=q-0yj
//自己的替代函数 L'Q<>{;Ig
=,V|OfW
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* v=?2S
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) s?C&s|'.
{ @xAfZb2 E
BYTE NameDot[96]= Z`Z5sj 4{
{ -{jdn%Y7CK
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, F]+~x/!
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, \6!W05[ Q
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, q3P+9/6
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, <q2?S
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, @)6jE!LC
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, L.'}e{ldW
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, e' 9r"<>i
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, h6D^G5i
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, )>a B
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 gm)@c2?.
}; n/4i|-^
9Ul(GI(
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; [1yq{n=
HDC hMemDC; %;"@Ah
BYTE far *lpDot; j2 %^qL
int i; ipE]}0q
for ( i=0;i<3;i++ ) 8V/L:h#7
{ Vu8,(A7D%O
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; ??&<k
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); 9pKGr@ &
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); 9&]M**X
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); b;cMl'
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); yYZxLJ='
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); |a^U]
DeleteDC(hMemDC); ` uCI Xb
DeleteObject(hBitmap); GX{XdJD
} G4 _,
return TRUE; eOT+'[3"
} gb|Q%LS9R
07v!Zj
//模块定义文件 relocate.def 5e8AmY8;
#U
mF-c
NAME RELOCATE 0MF}^"R
EXETYPE WINDOWS "2ru 7Y"
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE c3%@Wj:fo
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE E0n6$5Uc?
HEAPSIZE 1024 !~i'
-4]
EXPORTS _i0kc,*C\
kS5_
五、结束语 I^\&y(LJF
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。