"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析
`w<J25
\dkOK`)b
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。 l[%lE
(E!!pz
一、发现了什么? Z'M`}3O
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。 5 DFZ^~
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): &Lt@} 7$8
C2/}d? bki
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v h6M;0_'
.................................. \Tm}mAvK/o
SY
_='9U
6 type offset target &s
VadOBQ
BASE 060a seg 2 offset 0000 K2ewucn
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS WzlC*iv
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES I>"Ci(N
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) A6p`ma $L
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) {-WTV"L5*2
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) lhPGE_\
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) C1fyV]
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) v?j!&d>
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) @8gEH+r
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) LwdV3 vb#
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) 5Op_*N{V
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) 3!#/k+,C
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) EW(J5/mn
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) 12(wj6Q
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) pFO^/P'
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) ]~jN^"o_B
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) )bDnbO$s_
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) r@$ w*%
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) 8cdsToF(e.
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) (:sZ
b?*
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) U Cb02h
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) b^Cfhy^RTq
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) OhwF )p=
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE O@&+} D>
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) tZ8e`r*
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) lLiQ ;@
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) wE Qi0!
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) FPv"N'/
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) l(:kfR~AC
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) 2\@Z5m3B
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) Y&f\VNlT
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) @ 4UxRp6+
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) m*n5zi|O
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) _\zQ"y|G
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) PT_KXk
ZGz|m0b (
35 relocations a5?8QAO~r
Y(VO.fVJK
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) .eF_cD7v
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 EHI 'xt
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。 vsMmCd)7U
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。 g22gIj]
Pe$6s:|NS
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 #oV+@D`
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 p'Bm8=AwD
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 ~W{-Q.
主要的三个模块,有如下的关系: Q5n`F5
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 bToq$%sCg
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 wCb(>pL0
·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。
f[jNwb
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。 4Z5#F]OA7
以GDI模块为例,运行结果如下: HEY4$Lf(I
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe |>1hu1
;YH[G;aJ
Exports: &Lj@9\Dh
#R5U
rd seg offset name ,=PKd&
............ 6"QEJ
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data |b.z*G
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data PCE4W^ns
............ OAe#Wf!c
tP(h9|[N
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 bcz-$?]
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。 ]?<n#=eW
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: Y83GKh,*
6 type offset target s&tE_
0A[e sWmP
.......... #kcSQ'
>k(MUmhX
PTR 0442 imp GDI.351 H^AE|U*-G
S4A q'
.......... WES#ZYtT
=r4!V>
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。 8q^o.+9
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>j| ]6
SF<Vds}A2
三、动态汉化Windows原理 f =s&n}
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。 Mr3-q
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? MC!ZX)mF
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。 UY>v"M
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。 Sc$UZ/qPT
";NRzY
四、"陷阱"技术 -$-8W
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。 ~~qWI>.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: Pqp *
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; w"zE_9I\
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。 Op}ZB:
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: GDhM<bVqM*
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); U@-2Q=
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 M\2"gT-LV
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): WxUxc75
*(lpStr+wOffset) =0xEA; %dttE)oH?
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。 cxyM\@QB3
//源程序 relocate.c eN>0wd5{L
p,!$/Q+l
#include <WINDOWS.H> 8OFj0S1r`
#include <dos.h> \:_3i\2p
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); 4^Rd{'mt
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); 1{PG>W
typedef struct tagFUNC i*[n{=*l@
{ IOl+t,0x&
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 l*}FXL
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址
dt,3"J
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 P,z:Z|}8
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 VLvS$0(}Z
}FUNC; \
v2H^j/
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; {6,|IGAq
V
//Windows主函数 LR&_2e^[
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) m5c&&v6%"b
{ `DW2spd
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 hv)8K'u
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 {})$
9 9"x
WORD wOffset; //函数偏移 + ,4"
u
LPSTR lpStr; ,T5u'";
LPLONG lpLong; I0Ia6w9
char lpNotice[96]; _eQ-`?
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); HZjf`eM,
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); S\ ,mR4:
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); F jrINxL7^
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); %JL];
4'
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 ?vtX"Fdz
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); &xd.Qi2
lpStr=GlobalLock(hMemData); smy}3k
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); v;2CU
//保存原函数要替换的头几个字节 4{na+M
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); S\x=&R z
Func.lOld=*lpLong; p9[6^rjx8
*(lpStr+wOffset)=0xEA; >s EjR!
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; -j2 (R?a
GlobalUnlock(hMemData); -K%5(Eg
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); \OwpD,'
//将保留的内容改回来 v/Pw9j!r;m
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); +s[\g>i
lpStr=GlobalLock(hMemData); 2&LQg=O
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); aMuVqZw
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; 5 t{ja
*lpLong=Func.lOld; MZ4c{@Tg
GlobalUnlock(hMemData); a:Q[gF8>
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); Z|m`7xeCy
return 1; \=2m7v#E
} Wch~Yb
0D&> Gyc*0
//自己的替代函数 fw-\|fP
iLX_T]1
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* p<GR SJIk=
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) !PUZWO
{ X&\d)/Y
BYTE NameDot[96]= F2I 5qC/
{ _ -..~K.|
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, 9";sMB}W*
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, =?Fkn4t
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, lFG9=Wf
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, Y%`SHe7M
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, Z*!O:/B
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, Kx`/\u=/
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, +Wn&