"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析
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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。 ]Y2RqXA*
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一、发现了什么? 3a?o3=
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。 p[hZ@f(z
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): b%<9Sn
D B-l$rj
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v .q%WuQw
.................................. ue4Vcf
0J?~N`#O|
6 type offset target -R57@D>j\
BASE 060a seg 2 offset 0000 Fy`(BF\
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS q;<h[b?
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES _CW(PsfY
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) A*2
bA
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) _AQb6Nb
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) ^aH\7J@Y
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) Pl=ZRKn
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) R%Q@
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) bn^{c
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) PV9pa/`@
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) V n*
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) 3pv4B:0
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) O-LO/*5MI
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) ~-EOjX(X'E
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) K[ (NTp$E
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) 9cf:pXMi
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) n` xR5!de
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) &d"G/6
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) k p<OJy
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) }emN9Rj
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) 2$?C7(kW
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) f!s=(H;
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) 1+9W+$=h2
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE POvP]G9'"
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) wQe_vY
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) JsDpy{q
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) &;D8]7d
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) lTd #bN
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) x7~r,x(xM
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) rW+ =,L
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) +6';1Nb@
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) U@-^C"R
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) vH#huZA?7
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) g=;%
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) #=6E\&NC
_(h&7P9
35 relocations T(t+
iv
\De{9v
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) Zy o[(`y
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 ~xD={9BL
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。 5qr'.m
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。 b]x4o#t
Pb?$t
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 oJ4AIQjB
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 /4g1zrU
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 "f "6]y
主要的三个模块,有如下的关系: o| #Qu8Lk
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 c&AygqN
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 BsEF'h'Owh
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 hS)'a^FV
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 S4G^z}{_
以GDI模块为例,运行结果如下: *QLI3B9V
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe DpUbzr41+k
{vuZ{IJa
Exports: ;j^H)."A\
E=>FjCsu<-
rd seg offset name f6p-s
y>
............ &Rvm>TC=
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data *q()f\
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data r7b1-
............ 5*1D$mxD"
+R|z{M)*
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。 CitDm1DXt/
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。 _NMm/]mN /
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: ~g5[$r-u-u
6 type offset target 8=gjY\Dp
M+w=O!dq
.......... !"\80LP
P/Q!<I
PTR 0442 imp GDI.351 K#pNec
ApAO/q
.......... :E:38q,hG
i(>4wK!!
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#q?A,C@n
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。 Pmh8sw
Zo g']=
三、动态汉化Windows原理 ;xzUE`uUfJ
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。 q U]gj@R
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? kzt(i Y_6
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。 MP!d4
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。 PX<J&rx
a=hxJ1O
四、"陷阱"技术 !*oi!ysU;O
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。 "
N9 <w U
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: S/4^ d &Gr
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; %?p1d!
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。 ~v6OsH%vx
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: 4:r!|PJn{G
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); @>W(1mRi
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 Z@]e{zO
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): Z yE `/J'
*(lpStr+wOffset) =0xEA; DV<` K$ET
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。 ]Bjyi[#bg
//源程序 relocate.c XpBj%e:
d`
jjGEj
#include <WINDOWS.H> (]Y 5eM
#include <dos.h> %Ti}CwI`
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); kPF9Z "l
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); Si6al78
typedef struct tagFUNC 2vAQ
{ =o& >fw
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 =8; {\
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 9983aFam
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 ?e,pN,4
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 "a8j"lPJ
}FUNC; r=X}%~_8X
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; (^u1~1E 5
//Windows主函数 XqW@rU
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) Aq0S-HKF
{ CS==A57I
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 li0i"
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 ]>~)<
WORD wOffset; //函数偏移 M;p
em<
LPSTR lpStr; @8;W \L$~1
LPLONG lpLong; /J:bWr
char lpNotice[96]; 9Hc$G{[a
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); $!8-? ?ML
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); PDrZY.-
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); =gJb^
Gx(w
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); 1e&QSzL
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 ;uwRyd
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); nij!1z|M
lpStr=GlobalLock(hMemData); ;S57w1PbVA
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 5ZMR,SZhC
//保存原函数要替换的头几个字节 1DvR[Lx%
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); {
T-'t/0e(
Func.lOld=*lpLong; 34d3g
*(lpStr+wOffset)=0xEA; YEj8S5"Su\
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; \ aHVs
GlobalUnlock(hMemData); U2ZD]q
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); b#K:_ac5
//将保留的内容改回来 O'W0q;rT
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); Y@b.sMg{
lpStr=GlobalLock(hMemData); l)!n/x_ !
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 8erSt!oM
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; !!`!|w
*lpLong=Func.lOld; 't6V:X
GlobalUnlock(hMemData); l&?}hq^'Dn
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); [$ejp>'Ud
return 1; |b|&XB_<]Z
} TJ1+g
\
M
$Es%
//自己的替代函数 )w0AC"2O~
p TeOW9
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* "87ghj_}
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) 2U; t(,dn'
{ pb$~b\s]=
BYTE NameDot[96]= qU#BJON]BR
{ 3AsT
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, OujCb^Rm
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, il \$@Bn
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, sfOHarww
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, D;_ MPN[
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, XwlbJ=mf
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, aEWWFN
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, JXu$ew>q
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, w\DVzeW(
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, SL;9Q[
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 &&VqD
w
}; yb/%?DNQT
rwG CUo6Z
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; 86\S?=J-b
HDC hMemDC; U)o$WH.b
BYTE far *lpDot; U
)l,'y2
int i; e{v=MxO=S
for ( i=0;i<3;i++ ) Fm #w2o
{ .F(i/)vaq|
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; ^1L>l9F
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); MHsc+gQiz
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); TH$N5w%
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); "sl1vzRN
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); 7g(F#T?;'
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); o4zM)\;F
DeleteDC(hMemDC); 4y5UkU9|
DeleteObject(hBitmap); )JNSZB
} Ldl5zc
return TRUE; .?!N^_ Ez3
} V`7FKL@"
6+KHQFb&N
//模块定义文件 relocate.def R#DwF,
5GPo*Qpl
NAME RELOCATE 8G5m{XTS(
EXETYPE WINDOWS hDp6YV,q
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE ^4`Px/&
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE =@8H"&y`
HEAPSIZE 1024 hQDTS>U
EXPORTS i![dPM
(>I`{9x>6
五、结束语 l+g9 5mjP
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。