"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 5ZLH=8L
h?sh#j6
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。 .67W\p
"]<Ut{Xb
一、发现了什么? .xx9tP}Xy
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。 @B6[RZ R
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): [sBD|P;M
_=b[b]Ec$s
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v e[n>U@
.................................. DWG}}vN:&
AF
!_!qc;
6 type offset target sXTO`W/
BASE 060a seg 2 offset 0000 H{8\<E:V+}
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS I5mS!m/X
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES smggr{-
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) tP9}:gu
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) x8[8z^BV?e
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) pH%K4bV)8
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) |NqQKot1
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) !TcjB;q'
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) "F&uk~ b$
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) +?8nY.~,'
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) o,L !F`W
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) WW.=>]7;
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) 6 S8#[b
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) [(hENX}o:
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) 4Hw8w7us:
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) (`&g
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) \)bwdNWI
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) 6m9Z5:xG
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) B!Y;VdX
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) g?ft;kR6S
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) A+'j@c\&!
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) YeQX13C"Z
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) ;rX4${h
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE JW$#~"@r
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) BmZd,}{
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) <M=K!k
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) $d'Gh2IGA
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) <_+8 c{G
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) BN=,>-O%
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) VH/_0
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) I'";
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) 8r5j~Df
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) WE3l*7<@
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) <H.Ml>q:r
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) Z1&8U=pax
\6o
~ i
35 relocations
d%<Uh(+:
W\"cp[b
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) E4PP&'
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 [30< 0
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。 Gh j[nsoC~
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。 Ut<_D8Tzx
3KGDS9I
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 _\[Zr.y
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 d(tq;2-
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。 /<@oUv
主要的三个模块,有如下的关系: ?D#Vh a
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 ']V 2V)t
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 "|hmiMdGB
·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。 2`;
0y M
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。 Y!KGJ^.mF
以GDI模块为例,运行结果如下: b[$>HB_Na
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe E0YXgQa
l)?c3
Exports: {w2<;YXj!
F](kU#3"S
rd seg offset name DpA)Z??
............ yY!jkRq%w
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data 6d_l[N
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data *w!H -*`
............ aw(P@9]
DY1o!thz)
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。 bygwoZ<E
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。 "UE'dWz
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: UXd\Q''
6 type offset target "kMpa]<c-6
bH&[O`vf
.......... IE3GM^7\
^CX~>j\(
PTR 0442 imp GDI.351 J=()
A+
hNQ,U{`;^
.......... k1X <jC]P
)+{'p0
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。 C; ! )<(Vw
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。 UlyX$f%2
zdr?1=
三、动态汉化Windows原理 zD?<m
J`
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。 (HY|0Bgr
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? x;ujR<
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。 mWtwp-
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。 +&|WC2#
zF{5!b
四、"陷阱"技术 $"sf%{~
讨论"陷阱"技术,还要回到前面的两个发现。发现之二,已能解释为修改的Windows函数,而发现之一却仍是一个迷。 K{N#^L!
数据段存放的是变量及常量等内容,如果这里面包含有重定位信息,那么,必定要在变量说明中将函数指针赋给一个FARPROC类型的变量,于是,在变量说明中写下: mI}'8.
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; @L`t/OD
果然,在自己程序的数据段中也有了重定位信息。这样,当程序调入内存时,变量FarPro cFunc已是函数ExtTextOut的地址了。 m~#O
~)
要直接修改代码段的内容,还遇到一个难题,就是代码段是不可改写的。这时,需要用到一个未公开的Windows函数AllocCStoDSAlias,取得与代码段有相同基址的可写数据段别名, 其函数声明为: Hf#/o{=~}
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); {<bByHT!
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 Ix"uk6 h
Windows中函数地址是32位,高字节是其模块的内存句柄,低字节是函数在模块内的偏移。将得到的可写数据段别名句柄锁定,再将函数偏移处的5个字节保留下来,然后将其改为转向替代函数(用 EA Jmp): p3X>
*(lpStr+wOffset) =0xEA; qV5ME#TJ
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 ZYg="q0x&
//源程序 relocate.c
BVG 3 T
Ry,jPw5<
#include <WINDOWS.H> UeE&rA]
#include <dos.h> ,rQznE1e
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); \ ddbqg?`
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); Kg9REL@,s
typedef struct tagFUNC R7+k=DI
{ !
XA07O[@
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 I( pU_7mw
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 P*G&pitT
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 kpEES{f
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 >pr{)bp G
}FUNC; %T!UEl`v
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; |Zz3X
//Windows主函数 .I[uXd
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) 7x`uGmp1
{ 'H:lR1(,
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 H=EvT'g
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 pkhZW8O
WORD wOffset; //函数偏移 Aqq%HgY:t
LPSTR lpStr; \S3C"P%w
LPLONG lpLong; IeE+h-3p
char lpNotice[96]; \#
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 5WY..60K,
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); A\gj\&B0"
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); aHS.U^2
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); sy4$!,W:
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 u[y>DPPx
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); W +C\/
lpStr=GlobalLock(hMemData); +Nyx2(g<m
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); tPc '#.
//保存原函数要替换的头几个字节 u.R:/H<>~
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); OE WIP
Func.lOld=*lpLong; mq>Ag
*(lpStr+wOffset)=0xEA; "@DCQ
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; #NwlKZ-
GlobalUnlock(hMemData); Sw>AgES
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); Rax}r
//将保留的内容改回来 3%>"|Ye}A
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ^<7)w2ns
lpStr=GlobalLock(hMemData); }fUV*U:3
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 7'd_]e-.
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; $U3s:VQ '
*lpLong=Func.lOld; IYb@@Jzo
GlobalUnlock(hMemData); xqX~nV#TB
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); }>fL{};Z"
return 1; 2 ES .)pQ
} =DUsQN!
0~Z2$`(
//自己的替代函数 Cj,fP[p#7
ZI-)'
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* USfOc
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) Z'hW;^e%_z
{ BB>3Kj:|
BYTE NameDot[96]= j'I$F1>Te
{ K'7i$bl%
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, h{VCx#!]
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, bo`w(h_
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, Fn yA;,*
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, ^3 F[^#"
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, rer=o S
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, 77.5
_
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, FX4](oM
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, S2w|\"
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, 5,|^4
ZA
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 -aXV}ZY"
}; :TxfkicN\
M8Q-x-7
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; :;#Kg_bz
HDC hMemDC; L00,{g6wqb
BYTE far *lpDot; KzG8K 6wZ
int i; P] ouLjyq
for ( i=0;i<3;i++ ) zsc8Lw
{ \|L@
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; 5JBenTt
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); )W(?wv!,
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); 1)X%n)2pr
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); P
BpjE}[Q
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); `[2nxP>w`
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); H'P1EZtq
DeleteDC(hMemDC); R4%!W~K
DeleteObject(hBitmap); &1{RuV&t
} 4hr;k0sD
return TRUE; #swzZyM$
} 3#j%F
.TSj8,
//模块定义文件 relocate.def n'U*8ID
HJ:s)As
NAME RELOCATE HBXp#$dPc
EXETYPE WINDOWS _A;jtS)SY
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE l%oie1g l
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE ]Jq1b210
HEAPSIZE 1024 y9?B vPp+
EXPORTS o5-oQ_j
!FX;QD@"
五、结束语 /xWkP{
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。