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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 !Q{~f;L  
Y|L]#  
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。 hD,@>ky  
.83z =  
一、发现了什么? [Y8ot-6  
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。 r-ljT<f%J[  
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): w%eEj.MI|i  
]?V2L`/  
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v Vc&xXtm[v  
.................................. \&4)['4,  
L87=*_!B;  
6 type   offset target ?}<Wmy2A  
BASE   060a seg   2 offset 0000 3`{[T17  
PTR   047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS g&O!w!T  
PTR   059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES c{!XDiT]P  
PTR   0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) <v$yXA  
PTR   0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) >qci $  
PTR   04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) H#B97IGT  
PTR   04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) A#CGD0T  
PTR   04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) aKw7m= {  
PTR   05f5 imp USER.430   ( LSTRCMP ) ::!{f+Up  
PTR   04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) U_Am Riy  
PTR   0514 imp USER.431   ( ANSIUPPER ) ya'OI P `  
PTR   0523 imp USER.432   ( ANSILOWER ) v}&J*}_XZ  
PTR   05aa imp GDI.56     ( CREATEFONT ) Jl{g"N{2u'  
PTR   056e imp USER.433   ( ISCHARALPHA ) jT:kk  
PTR   05b9 imp GDI.57     ( CREATEFONTINDIRECT ) ef]60OtP  
PTR   057d imp USER.434   ( ISCHARALPHANUMERIC ) +t p@Tb  
PTR   049c imp USER.179   ( GETSYSTEMMETRICS ) z+X DN:  
PTR   0550 imp USER.435   ( ISCHARUPPER ) o '!WW  
PTR   055f imp USER.436   ( ISCHARLOWER ) }+BbwBm&  
PTR   0532 imp USER.437   ( ANSIUPPERBUFF ) sU;aA0kz  
PTR   0541 imp USER.438   ( ANSILOWERBUFF ) R% )7z)~  
PTR   05c8 imp GDI.69     ( DELETEOBJECT ) Hb@PQcj  
PTR   058c imp GDI.70     ( ENUMFONTS ) >UB ozmF=\  
PTR   04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE );*#s~R  
PTR   05d7 imp GDI.82     ( GETOBJECT ) Y1L7sH 9  
PTR   048d imp KERNEL.74   ( OPENFILE ) THz=_L6  
PTR   0460 imp GDI.91     ( GETTEXTEXTENT ) $s!2D"wl n  
PTR   05e6 imp GDI.92     ( GETTEXTFACE ) >l(|c9OWM  
PTR   046f imp GDI.350   ( GETCHARWIDTH ) 8aa`0X/6  
PTR   0442 imp GDI.351   ( EXTTEXTOUT ) #H&`wMZZ:  
PTR   0604 imp USER.471   ( LSTRCMPI ) j4!oBSp  
PTR   04f6 imp USER.472   ( ANSINEXT ) k{.`=j  
PTR   0505 imp USER.473   ( ANSIPREV ) >kG: MJj  
PTR   0424 imp USER.108   ( GETMESSAGE ) zM++ Z*  
PTR   0433 imp USER.109   ( PEEKMESSAGE ) Ap9 %5:]  
"78BApjWT6  
35 relocations Oo8"s+G  
|9fGn@-  
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) d/&~IR  
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 ~"i4"Op&  
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 +4m~D`fqt[  
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 mNnt9F3Eq  
h . R bdG  
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 1bpjj'2%x  
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 E:S (v  
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 ("ulL5  
主要的三个模块,有如下的关系: t.= 1<Ed  
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 Nk&$b  
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 /Q2{w >^DK  
·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。 ~6O<5@k  
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。 GN@(!V#/4  
以GDI模块为例,运行结果如下: q5u"v  
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe i9quP"<9  
x /xd  
Exports: o+ 0"@B  
9ld'SB:#  
rd seg offset name iK <vr  
............ I,wgu:}P#  
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data DW.vu%j^[  
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data pZO`18z  
............ ,pMH`  
H3qM8_GUA  
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。 w8>  
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。 9|9Hk1  
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: mQy!*0y  
6 type offset target ={gfx;  
6;vfl*  
.......... \oc*  
@h";gN  
PTR 0442 imp GDI.351 @O Rk  
+-+%6O<C  
.......... N)N\iad^  
wJKP=$6n_  
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 ^YwTO/Q|  
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 Zcg@]Sx(I  
)Me$BK>  
三、动态汉化Windows原理 -OPJB:7Z  
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。 K|g+W t^tQ  
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? vS_Ji<W~E  
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。 {e'V^l.v  
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。 '#p2v'A  
wtpz ef=  
四、"陷阱"技术 7U_OUUg  
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。 c-gpO|4>  
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: x\MzMQ#Bf  
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; iR(jCD?) Y  
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。 ]E!b&  
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:  YD|;xuh  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); m0zbG1OE  
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 0k\BE\PQk  
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): "ABg,^jf  
*(lpStr+wOffset) =0xEA; / >q?H)6  
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。 [~#]p9|L  
//源程序 relocate.c q"O4}4`  
y2:~_MD  
#include <WINDOWS.H> IGC:zZ~z  
#include <dos.h> AV%t<fDG#  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); u^Sa{Jk=  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); 9yt)9f  
typedef struct tagFUNC /3pvq%i  
{ ,q|;`?R;  
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 0l&#%wmJ,  
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 pX~X{JTaL)  
BYTE   bOld;     //保存原函数第一字节 {i09e1  
LONG   lOld;     //保存原函数接后的四字节长值 %SHgXd#X  
}FUNC; {InD/l'v6n  
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; :t8?!9g  
//Windows主函数 VQ,;~^Td  
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) Y)oF;ko:  
{ ^vA"3Ixb!  
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 $>csm  
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 }> pNf  
WORD   wOffset;   //函数偏移 luj UEHzp  
LPSTR lpStr; 7j22KQ|EX^  
LPLONG lpLong; |k ]{WCD]  
char   lpNotice[96]; Svun RUE-f  
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); Ga M:/.  
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); nS5g!GYY,k  
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); C@#KZ`c)  
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); Q eZg l!  
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 9J $"Qt5;6  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); &}q;,"  
lpStr=GlobalLock(hMemData); k=D}i\F8  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); h .%)RW?  
//保存原函数要替换的头几个字节 V9dJNt'Ui  
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); @3_[NI%  
Func.lOld=*lpLong; &u}]3E'-k  
*(lpStr+wOffset)=0xEA; "1iLfQ  
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; fp`k1Uq@  
GlobalUnlock(hMemData); b Y^K)0+^s  
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK);  3 UX/  
//将保留的内容改回来 xb22 :  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ["65\GI?  
lpStr=GlobalLock(hMemData); $[1J[eY*  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); z3mo2e  
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; |K,[[D<R  
*lpLong=Func.lOld; - D&d1`N4  
GlobalUnlock(hMemData); EjDr   
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); qQ T ^d  
return 1; E# UAC2Q  
} 8[\ ~}Q6  
HV}*}Ty  
//自己的替代函数 OB5t+_ s  
4;D>s8dgG  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* !bGMVw6_  
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) __OH gp 1  
{ W0qn$H  
BYTE NameDot[96]= 'U/X<LCl  
{ P3op1/Np  
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, sG K7Uy  
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, .wvgH i  
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, )~LqBh  
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, tB/'3#o  
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, Q@aDa8Z  
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, :|TQi9L$rj  
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, \{K~x@`  
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, FNy-&{P2  
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, S #6:!  
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 iQ#dWxw4  
}; FesUE_L2$  
f C_H0h3  
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; &(/QJ`*8  
HDC   hMemDC; bb}$7v`G  
BYTE far *lpDot; Jnl#d0) -  
int   i; `Dp_c&9]  
for ( i=0;i<3;i++ ) Fsi;[be$A  
{ D wtvtglqV  
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; ]7:*A7/!.  
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); Cj1nll8c  
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); )gPkL r  
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); !'f.g|a  
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); W>cHZ. _  
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); m$!Ex}2  
DeleteDC(hMemDC); s_RUb  
DeleteObject(hBitmap); |:)ARH6l#  
} R Y ";SfYb  
return TRUE; YX{c06BHs  
} Q=n2frW(T  
k?VH4 yA  
//模块定义文件 relocate.def ^\3r}kJ0Lp  
+5xk6RP   
NAME     RELOCATE m>&:)K}m  
EXETYPE   WINDOWS nz_1Fu>g|  
CODE     PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE KbM1b  
DATA     PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE 56 [+;*  
HEAPSIZE 1024 RElIWqgY  
EXPORTS .X;D I<K  
c#<p44>U  
五、结束语 (y!V0iy]  
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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