"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 JJ?rVq1g
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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。 bT2G
G
UcQ]n0J=Z
一、发现了什么? <nbklo
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。 4mo/MK&M:
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): mXyP;k
[q[37;ZEQ
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v ?cRF;!o"
.................................. C-c'"FHq
#'s$6gT=
6 type offset target [%dsq`b#
BASE 060a seg 2 offset 0000 tpcB}HUv
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS Zc~7R`v7}
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES ;(`bP
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) (y>N\xS9
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) o( zez
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) `X@\Zv=}
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) c 1F^Gj!8
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) 'D5J5+.z
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) %(eQ1ir +
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) T"Y#u
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) <9fXf*
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) H;nzo3x
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) Zio!j%G
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) *Sj)9mp
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) o-RZwufZ`
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) BNdq=|,+"
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) :P_h_Tizv
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) _j, Tc*T
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) UDi(7c0.
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) n?r8ZDJ'
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) *b) (-#w3
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) <p b
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) 2Cp4aTGv#
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE tB>!1}v
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) +-'F]?DN'
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) ^aAs=KditO
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) $EFS_*<X
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) ?{TWsuP7
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) 2: gh q
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) PxrT@.T$
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) RG45S0Ygj
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) M2ex
3m
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) ?jfh'mCA
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) !m:WoQ/
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) p5E
okh
;6R9k]5P%
35 relocations @C@9Tw2Y
XdThl
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) kSEA
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 % t,42jQ9
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。 1lIs
jBo g
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。 USEmD5 q
&Qda|
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 Z?xaXFm_
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 |)To 0Z
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。 G"&$7!6[Y
主要的三个模块,有如下的关系: [sG`D-\P[
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 $:5h5Y#z
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 l
opl
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 16eP7s
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 `:Wyw<^
以GDI模块为例,运行结果如下: vcy1itY
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe **__&Xp1
X sJ`x
Exports: :T$}@& -
h(nE)j
rd seg offset name SE(<(w
............ 0y<9JvN$9
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data P\WHM(
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data W:n\,P
............ YhglL!pC
V9<E`C
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。 b?0WA.[{
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。 jN{k }
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: NM9ViYm>P
6 type offset target qDswFs(
"fNv(> -7s
.......... YRZw|H{>t
6flO;d/v
PTR 0442 imp GDI.351 h\#4[/
6C.!+km
.......... ( AA@sN
moVf(7
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。 4V@0L
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。 L
~Vw`C
.6n|hYe
三、动态汉化Windows原理 Th,]nVsGs~
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。 wMF1HT<*
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? #F
.8x@
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。 Qh3+4nLFtb
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。 u(r
T2
FhH*lO&
四、"陷阱"技术 K'e!BZm6Q
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。 =fBr2%qK
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: 7 je1vNs
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; ZKI` ;
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。 *sfz+8Y
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: (#je0ES
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); q{,yas7}
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 0x'Fi2=`
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): $\4O r
*(lpStr+wOffset) =0xEA; mMhe,8E&
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 &#q%#M:
//源程序 relocate.c QIN# \
&@7|_60
#include <WINDOWS.H> 0\$Lnwp_
#include <dos.h> d9
8pv%
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); S!}pL8OE
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); gJOswN;([
typedef struct tagFUNC nzYFa J +
{ ~ C_2D?
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 wAb_fU&*
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 r:^`005
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 78b9Sdi&
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 <* PjG}Z.
}FUNC; ~>$(5s2
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; kS7T'[d
//Windows主函数 QPF[D7\
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) VKrKA71Z~
{ }% |GV
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 DNM~/Oo
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 ] @1ncn7N
WORD wOffset; //函数偏移 tQ?}x#J
LPSTR lpStr; :TWHmxch
LPLONG lpLong; w@f_TG"Vt
char lpNotice[96]; }fxH>79g
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); s*}d`"YvH
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows );
UuA=qWC
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); &9g#Vq%
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); &jPsdv h
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 #$fFp
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ma*9O |v^
lpStr=GlobalLock(hMemData); *XzUqK
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ]R]X#jm
//保存原函数要替换的头几个字节 ~GY;{
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); CnA*o 8w
Func.lOld=*lpLong; bm7$D Kp#
*(lpStr+wOffset)=0xEA; ]X _&
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; khu,P[3>
GlobalUnlock(hMemData); IweQB} d
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); +l3
vIN
//将保留的内容改回来 Wj*6}N/
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); &k{@:z
lpStr=GlobalLock(hMemData); KoXXNJax
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); I2l'y8)d
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; C,z]q$4
*lpLong=Func.lOld; Ul@'z|
GlobalUnlock(hMemData); da^9Fb
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); (c*Dvpo1
return 1; 3 \WdA$Wx
} \)"qN^we
IH0^*f
//自己的替代函数 Cw2+@7?|
2I4P":q
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* '}Y8a$(;V
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) xO@OkCue
{ UX9o
BYTE NameDot[96]= @<sP1`1
{ &\K#UVDyhh
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, tr} $82Po
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, #sHP\|rA
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, Stw6%T-
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, 3G&1. 8
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, v>P){VT
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, >) ^!gz8
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, %~[F^
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, TP^0`L
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, n#fg7d%
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 pL-$Np] V
}; Y#5S;?bR
m1hf[cg
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; GgYomR:
HDC hMemDC; #>V;ZV5"
BYTE far *lpDot; 3IxT2@H)
int i; wDG4rN9x
for ( i=0;i<3;i++ ) WQ]pg
"
{ mB~&nDU
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; lb('r"*.
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); lo#,zd~
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); *$1)&2i
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); 1 &<@(S<
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); @mazwr{B
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); z,EOyi
DeleteDC(hMemDC); 8K/lpqw
DeleteObject(hBitmap); YGO@X(ej,
} +1%6-g4"
return TRUE; 3PGyqt(
} CAA~VEUL
#wyS?FP-
//模块定义文件 relocate.def qG qu/$bh
m @%|Q;
NAME RELOCATE 2o/`8+eJu
EXETYPE WINDOWS *GhRU5
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE %ab79RS]C
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE K&h6#[^\d
HEAPSIZE 1024 `vSsgG
EXPORTS URgF8?n
K36B9<F
五、结束语 vo-{3]u#=
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。