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动态汉化Windows技术的分析

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"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 %4W$Lq}  
/>j';6vi  
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 46k?b|Q  
!*`-iQo&  
一、发现了什么? aC< KN:TN6  
笔者多年来一直从事Windows下的软件开发工作,经历了Windows 2.0 、 3.0 、3.1 ,直至Windows 95、NT的成长过程,也遍历了长青窗口、长城窗口、DBWin、CStar、RichWin等多个Windows汉化产品。从现在看来,影响最大也最为成功的,当推四通利方的RichWin;此外,中文之星CStar与RichWin师出一门,其核心技术自然也差不多。其对外宣传采用独特的"陷阱" 技术即动态修改Windows代码,一直是笔者感兴趣的地方。 ] 7 _`]7p  
EXEHDR是Microsoft Visual C++开发工具中很有用的一个程序,它可以检查NE(New-Exe cutable)格式文件,用它来分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就会发现与众不同的两点(以CStar 1.20为例): Vn~UB#]'3  
\qUKP"dr  
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v i{I~mrm/'\  
.................................. VS&TA>  
b^[F""!e  
6 type   offset target 4l&g6YneX  
BASE   060a seg   2 offset 0000 /W<>G7%.  
PTR   047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS eu|j=mB  
PTR   059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES 4hw@yTUo  
PTR   0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) A0%}v*  
PTR   0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) +,2Jzl'-  
PTR   04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) p^iRPI  
PTR   04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) RQFI'@Ks  
PTR   04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) +<prgP`v  
PTR   05f5 imp USER.430   ( LSTRCMP ) ;us%/kOR  
PTR   04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) ",)Qc!^P$  
PTR   0514 imp USER.431   ( ANSIUPPER ) jV8q)=}*)  
PTR   0523 imp USER.432   ( ANSILOWER ) hkO sm6  
PTR   05aa imp GDI.56     ( CREATEFONT ) jP~Z`y f  
PTR   056e imp USER.433   ( ISCHARALPHA ) 4Bl{WyMJ|  
PTR   05b9 imp GDI.57     ( CREATEFONTINDIRECT ) 1bw{q.cmD  
PTR   057d imp USER.434   ( ISCHARALPHANUMERIC ) ;@ [ 0x  
PTR   049c imp USER.179   ( GETSYSTEMMETRICS ) eznypY=  
PTR   0550 imp USER.435   ( ISCHARUPPER ) 2<hpK!R  
PTR   055f imp USER.436   ( ISCHARLOWER ) D/=5tOy  
PTR   0532 imp USER.437   ( ANSIUPPERBUFF ) mR;qMX)0h  
PTR   0541 imp USER.438   ( ANSILOWERBUFF ) +x1eJug4  
PTR   05c8 imp GDI.69     ( DELETEOBJECT ) Tz9`uW~Mf  
PTR   058c imp GDI.70     ( ENUMFONTS ) A_;8IlW  
PTR   04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE F_bF  
PTR   05d7 imp GDI.82     ( GETOBJECT ) LOTP*Syjf  
PTR   048d imp KERNEL.74   ( OPENFILE ) j w* IO  
PTR   0460 imp GDI.91     ( GETTEXTEXTENT ) S"wg2X<  
PTR   05e6 imp GDI.92     ( GETTEXTFACE ) .Q)|vq^  
PTR   046f imp GDI.350   ( GETCHARWIDTH ) K\)Td+~jc  
PTR   0442 imp GDI.351   ( EXTTEXTOUT ) n$[f94d=  
PTR   0604 imp USER.471   ( LSTRCMPI ) DD44"w_9  
PTR   04f6 imp USER.472   ( ANSINEXT ) 5Q=P4w!'  
PTR   0505 imp USER.473   ( ANSIPREV ) "k Te2iS  
PTR   0424 imp USER.108   ( GETMESSAGE ) D3c2^r $Z  
PTR   0433 imp USER.109   ( PEEKMESSAGE ) f7I{WfZ\P  
5E0eyW  
35 relocations ~y$ !48o  
Jxqh )l  
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) 6DZ),F,M  
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 Iyo@r%I  
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。 &P,^.'  
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 0WN  
zX#%{#9  
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 Jl "mL  
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 +w8R!jdA  
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。 y ?G_y  
主要的三个模块,有如下的关系: qT/Do?Y  
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 ?b!Fa  
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 0q rqg]  
·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。 zS< jd~  
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。 2Dd|~{%  
以GDI模块为例,运行结果如下: <[GYLN[0Q  
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe L>Mpi$L  
C%~a`e|/Y  
Exports: dSCzx .c  
m4:^}O-#  
rd seg offset name VB<Jf'NU  
............ t!K*pM  
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data  9dzdrT  
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data OTZ_c1"K  
............ 1T)Zh+?)}  
`m.eM  
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。 !K? qgM  
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。 y&_m 4Zw"  
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: B??J@+Nf  
6 type offset target N S#TW  
*6BThvg|&X  
.......... z>R#H/h+  
Qo =Kqv  
PTR 0442 imp GDI.351 yFhB>i  
e5Mln!.o  
.......... 2 3KyCV5  
A?Wk  w f  
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。 \(p{t  
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 ,_ag;pt9)  
|Oag,o"  
三、动态汉化Windows原理 p h[\)  
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。 !6}O.Nu  
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? L_em')  
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。 S-#q~X!yJ  
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。 6bBdIqGb}  
DF{OnF  
四、"陷阱"技术 Gs2p5nL<  
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。 3/JyUh?  
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: KLC{7"6e)  
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; }`yiT<z  
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。 2l5KJlfj>k  
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: c<#<k}y  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); \M]-bw`  
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 ^Y{D^\} ,  
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): *V(Fn-6(  
*(lpStr+wOffset) =0xEA; H6aM&r9}  
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。 ):EBgg4-N  
//源程序 relocate.c /HZumV?  
yg]2erR  
#include <WINDOWS.H> l.nH?kK<  
#include <dos.h> F~U!1)  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); ]TstSF=  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); @/%{15s.  
typedef struct tagFUNC <5@PWrU?[[  
{ nW?R"@Zm  
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 ?*r!{3T ,u  
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 6#A:}B<?  
BYTE   bOld;     //保存原函数第一字节 ;7Oi!BC  
LONG   lOld;     //保存原函数接后的四字节长值 X5g[ :QKP7  
}FUNC; ji+{ :D  
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; z&4~x!-_  
//Windows主函数 ( #&|Dp^'  
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) T}7uew\v0<  
{ j[6Raf/(n  
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 @;wzsh >o  
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 dV8iwI  
WORD   wOffset;   //函数偏移 p$;I'  
LPSTR lpStr; FbACTeB  
LPLONG lpLong; )R{UXk3q}  
char   lpNotice[96]; jw6Tj;c  
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 7 gB{In0  
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); /)uM[ dnai  
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); NE|[o0On  
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); 0=v{RQ;W4  
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 ^+?|Qfi  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); )y7_qxwbV  
lpStr=GlobalLock(hMemData); em2_pq9q  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); t^E hE  
//保存原函数要替换的头几个字节 d`Q7"}uZ  
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); 6Gn4asoA  
Func.lOld=*lpLong; > 7`&0?  
*(lpStr+wOffset)=0xEA; f"&Xr!b.h  
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; =FW5Tkw0  
GlobalUnlock(hMemData); AW5iV3  
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); y,+[$u7h  
//将保留的内容改回来 @LLTB(@wR  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); \)m"3yY  
lpStr=GlobalLock(hMemData); U=Bn>F}y\  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); >qT'z$  
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; klWYuStZ  
*lpLong=Func.lOld; k5+]SG`]]  
GlobalUnlock(hMemData); ;BH>3VK  
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); "r.2]R3  
return 1; o4=Yu7L  
} Gk~l,wV>  
cQpnEO&SL  
//自己的替代函数 kReG:  
"PpjoM ~  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* nq`q[KV:  
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) bdc\  
{ :cp   
BYTE NameDot[96]=  [~Hg}-c  
{ 0o&}mKe  
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, .6T6 S v  
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, 2Eh@e([PMs  
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, SlT*C6f  
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, zXc}W*ymj  
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, xQt 3[(Z  
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, a}.Y!O&  
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, :\V,k~asl  
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, E1>/R  
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, m[2'd  
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 S-E++f9D~  
}; Na!za'qk[o  
2f:Mm'XdB  
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; 0|)19LR  
HDC   hMemDC; oJaAM|7uv  
BYTE far *lpDot; V"d=.Hb>  
int   i; |9NIGg'n  
for ( i=0;i<3;i++ ) &+nRIv S_`  
{ J l7z|QS  
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; M/jb}*xDR  
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); =L 0fZf  
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); fU*C/ d3  
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); `"y{;PCt_  
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); >BqCkyM9Kf  
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); ~-Oa8ww  
DeleteDC(hMemDC); )}X5u%woV  
DeleteObject(hBitmap); kC^.4n om  
} StQ@g  
return TRUE; rH}fLu8,;Q  
} C%H9[%k  
oK-!(1A-  
//模块定义文件 relocate.def kN'Thq/ZE  
Mz|L-62  
NAME     RELOCATE 6 nGY^  
EXETYPE   WINDOWS -gKpL\  
CODE     PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE 0P 5BArJ?  
DATA     PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE kP,7Li\  
HEAPSIZE 1024 :Z2tig nL  
EXPORTS l`rC0kJ]  
dm^H5D/A  
五、结束语 |6B6?'  
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。
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