"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析
7\Y0z
_.Uh)-yR
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。 X?qK0fS
x-&@wMqkc
一、发现了什么? 'kO!^6=4M
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。 lp%pbx43s
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): ZeaA%y67U
~%kkeh\j
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v ou{2@"
.................................. ={@6{-tl
D7Q$R:6|
6 type offset target >jc [nk
BASE 060a seg 2 offset 0000 ]K,Tnyp
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS KF!Yf\
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES Od,qbU4O
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) fSvM(3Y<Qh
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) _5Ct]vy
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) R)s:rJQ=p
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) ,S]7 'UP
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) jLHkOk5{:
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) S k\K4
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) 7}5JDG
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) 68C%B9.b'
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) |"CZ T#
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) 5(Q%XQV*P
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) y,,dCca
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) -ifFbT+x
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) 4yA+h2
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) 0rs"o-s<
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) ;RPx^X~
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) j/c&xv7=
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) gu.}M:u
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) eiaFaYe\
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) XW)lDiJl
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) hH8oyIC
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE <
!C)x
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) ['tY4$L(
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) 4*cEag
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) R=2FNP
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) !@*7e:l
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) `%"\@<
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) #r~# I}U
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) (2E\p
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) ShP^A"Do
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) u.m[u)HQ
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) Zaf:fsj>
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) Gk&)08
6wjw ^m0
35 relocations 1FL~ndJs
LxSpctiNx
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) !")tU+:
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 ~t~k2^)|"
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。 Q1I6$8:7
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 W/bQd)Jvk
J$w<$5UY
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 C]`$AqKl
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 qvKG-|j
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。 CXx*_@}MU
主要的三个模块,有如下的关系: \\H}`0m:
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 '"/=f\)u
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 ?(F6#"/E
·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。 ,pQZ@I\z
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。 ;)z:fToh
以GDI模块为例,运行结果如下: k&vz7Q`T
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe 2,b(,3{`4:
BLf>_bUk
Exports: DGn;m\B
;~ $'2f~U
rd seg offset name pG^
............ m6\E$;`
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data ~#[yJNYQ
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data .K2qXw"S#
............ qUW!
G&R
;LPfXpR
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。 m{cGK`/\
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。 _Gi4A
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: oC: {aK6\
6 type offset target G+"t/?/
/1V xc 6
.......... 5o'FS{6U
U!?_W=?
PTR 0442 imp GDI.351 ;oKZ!ND
{14fA)`%
.......... qJa H,
{
Vf XsI
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。 Y^;ovH~ ve
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/hD
/hH
三、动态汉化Windows原理 +-U- D?-
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。
Rn(ec
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? t?-n*9,#S
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。 BB!THj69a6
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。 j<99FW"@e
fo#fg8zX%
四、"陷阱"技术 ~"&|W'he[
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。 vkx7paY_
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: 'qb E=
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; t~EPn.
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。 ]7F=u!/`<C
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: r4XK{KHn
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); p;59?
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 y^,1a[U.
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): 0y" $MC v
*(lpStr+wOffset) =0xEA; rJT^H5!o"
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 Bs_s&a>
//源程序 relocate.c iohop(LZ
7{)G_?Q&
#include <WINDOWS.H> 9~5uaP$S
#include <dos.h> jrlVvzZ
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); ~ Ei $nV
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); ,]ma+(|
typedef struct tagFUNC UXc-k
{ a}BYov
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 6ryak!|[
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 u~M
q*
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 Pw7]r<Q
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 .9 on@S
}FUNC; z0p*Z&
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; X<`
//Windows主函数 6Z6'}BDP
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) 1EO7H{E=
{ pMx*F@&nU
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 uGf@
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名
nzuX&bSw
WORD wOffset; //函数偏移 _"Dv
uR
LPSTR lpStr; 7a=gH2]&
LPLONG lpLong; L%*!`TN
char lpNotice[96]; hYT0l$Ng
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); * J7DY f
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); L
O_k@3
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); w;[NH/A^a
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); fNli
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 Xtq_y'I
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); l6T-}h:=
lpStr=GlobalLock(hMemData); UqFO|r"M
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ^pAAzr"hv
//保存原函数要替换的头几个字节 E"\<s3
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); %Q__!D[
Func.lOld=*lpLong;
{7"Q\
*(lpStr+wOffset)=0xEA; n/;WxnnQ
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; ]_mb7X>
GlobalUnlock(hMemData); =r?hgGWe
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); |C;=-|
//将保留的内容改回来 AW%#O\N
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ?>D+ge
lpStr=GlobalLock(hMemData); G\/zkrxmv
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); Zw
26
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; IXMop7~
*lpLong=Func.lOld; ~rE|%o
GlobalUnlock(hMemData); LvH4{B
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); =\&;Fi]
return 1; =V,mtT
} DbBcQ%
a?I=
!js
//自己的替代函数 b(eNmu
iTBx\u%{
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* &=@IzmA
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) \+oQd=K@
{ 7{e
4c
BYTE NameDot[96]= r_)' Ps
{ P%V'4p c
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, k_L7 kvpt
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, fa
jGZyd0:
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, |B?m,U$A!
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, X:f UI4
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, h0*!;Z7
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, u:6Ic)7'
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, 59LZv-l
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, )al]*[lY
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, VZp5)-!\
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 !_]Y~[
}; O@T9x$
[N-Di"
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; e&|'I"
HDC hMemDC; SB;&GHq"n
BYTE far *lpDot; .9/hHCp
int i; R$h<<v)%
for ( i=0;i<3;i++ ) 7X`g,b!
{ <,3a3
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; OZb-:!m*
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); a5dLQxb
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); -P(efYk
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); jnkR}wAA
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); L4@K~8j7
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); B?eCe}*f;B
DeleteDC(hMemDC); 0JWDtmK=C
DeleteObject(hBitmap); !j8FIY'[
} -V*R\,>
return TRUE; GL>O4S<`
} afCW(zHp
/ H[=5
//模块定义文件 relocate.def Hck]aKI+
G*?8MTP8![
NAME RELOCATE a(m2n.0'>
EXETYPE WINDOWS e[{0)y>=
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE uP`Z12&
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE `[y^ :mj
HEAPSIZE 1024 NJ%P/\ C
EXPORTS +C^nO=[E
_>o:R$ %}
五、结束语 l]
K3Y\#bP
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。