"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 8h9t8?
iQ*JU2;7t
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。 >JS\H6
;5#P?
一、发现了什么? /tA$'tZ
笔者多年来一直从事Windows下的软件开发工作,经历了Windows 2.0 、 3.0 、3.1 ,直至Windows 95、NT的成长过程,也遍历了长青窗口、长城窗口、DBWin、CStar、RichWin等多个Windows汉化产品。从现在看来,影响最大也最为成功的,当推四通利方的RichWin;此外,中文之星CStar与RichWin师出一门,其核心技术自然也差不多。其对外宣传采用独特的"陷阱" 技术即动态修改Windows代码,一直是笔者感兴趣的地方。 jo=XxA
EXEHDR是Microsoft Visual C++开发工具中很有用的一个程序,它可以检查NE(New-Exe cutable)格式文件,用它来分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就会发现与众不同的两点(以CStar 1.20为例): VuFMjY
@;_r`AT7
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v @]tFRV
.................................. ^ef:cS$;
,0[8/)$M
6 type offset target ',8]vWsl
BASE 060a seg 2 offset 0000 x(3E#7>1
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS <oV
_EZ
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES AQ. Y-'\t
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) l0Jpf9Aue
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) 8<3J!X+
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) ]tH/87qJ
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) gqNd@tYI
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) MdU_zY(c
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) #!h:w
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) n?@3R#4D3
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) S +|aCRS
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) kxoJL6IC
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) eOy{]<l3
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) s['F?GWg
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) IkH]W!_+
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) *La*j3|:
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) x ' 3<F
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) ^Ot+,l)
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) LYGFEjS[
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) {#uX
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) /#9O{)
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) 56u'XMB?
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) :::"C"Ge
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE 1 dz&J\|E#
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) 9NaC7D$,
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) |k)h' ?
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) a~OCo
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) k<"ZNQm$.
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) .,l?z
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) ^o !K0t*
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) ,bmiIW%
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) g Gg8O? Z
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) $k@reN9
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) T'\lntN
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) gO<>L0,j
~yt+xWV
35 relocations {#=q[jVi%1
+
R])u5c'
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) hc>hNC:a
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 [rU8%
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 Hh$D:ZO
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。 fcr\XCG7U
GUmOK=D >
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 RJnRbaC
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 vwZ2kk!|i
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。 =B*,S#r
主要的三个模块,有如下的关系: RNcHU
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 Wxb/|?,
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 .cQwjL
·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。 ?b2"~A
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。 0mH>fs 4
以GDI模块为例,运行结果如下: z^{VqC*o+
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe u` `FD
vNd4Fn)H
Exports: CO0Nq/@
<2diO=
rd seg offset name Pf]6'?kQ
............ |6"zIHvtc
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data
$}aLFb
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data zYYc#N/
............ puL1A?Y8UM
I Vq9z
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。 JDD(e_dw
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。 kE UfQLbn
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: #";(&|7
6 type offset target My:wA;#
N#6&t8;kTC
.......... Hl?\P6
.^l;3*X@
PTR 0442 imp GDI.351 $wdIOfaH
xdXt
.......... F4e<=R
mUm9[X~'
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。 }PK8[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。 *'QD!Tc
PE]jYyyHtU
三、动态汉化Windows原理 55zimv&DV
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。 ]{0
2!
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@\rg}kP
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。 ]gQgNn?
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。 mmu{K$9}I
,-vbR&
四、"陷阱"技术 QApil
讨论"陷阱"技术,还要回到前面的两个发现。发现之二,已能解释为修改的Windows函数,而发现之一却仍是一个迷。 <nvz*s
数据段存放的是变量及常量等内容,如果这里面包含有重定位信息,那么,必定要在变量说明中将函数指针赋给一个FARPROC类型的变量,于是,在变量说明中写下: Qg%B<3 <
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; L
V?- g
果然,在自己程序的数据段中也有了重定位信息。这样,当程序调入内存时,变量FarPro cFunc已是函数ExtTextOut的地址了。 ES(b#BlrP/
要直接修改代码段的内容,还遇到一个难题,就是代码段是不可改写的。这时,需要用到一个未公开的Windows函数AllocCStoDSAlias,取得与代码段有相同基址的可写数据段别名, 其函数声明为: WDP$w(M
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); =xw) [
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 # yAt `
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):
=BMON{K
*(lpStr+wOffset) =0xEA; A]WU*GL2H
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。 }{n[_:[7
//源程序 relocate.c dTB^6>H
Vge9AH:op
#include <WINDOWS.H> ) 'j7Ra
#include <dos.h> ^}a..@|%W
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); >j4;{r+eQw
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); ^{DXin 1O`
typedef struct tagFUNC Ev,>_1#Xm
{ x<>#G~-
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 ?rKewdGY
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 kOfbO'O9
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 U,gg@!1GJo
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 ey _3ah3x
}FUNC; ||;V5iR:
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; 2TXrVaM
//Windows主函数 `1=n H/E
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) Kyq/'9`
{ ?xWO>#/
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 }u5/
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 2`9e20
WORD wOffset; //函数偏移 _K<H*R
LPSTR lpStr; V8@VR`!'
LPLONG lpLong; )[C]1N=tK
char lpNotice[96]; fa//~$#"{L
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); _D1Uc|
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); SP?~i@H
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); M4w,J2_8MK
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); <U%4$83$
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 i882r=TE3
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); J: vq)G\F
lpStr=GlobalLock(hMemData); oCg|*
c|+
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); v*iD)k:|t
//保存原函数要替换的头几个字节 s;Q0
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); `$*I%oT;
Func.lOld=*lpLong; J~Uq'1?
*(lpStr+wOffset)=0xEA; "4NcszEN
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; #Z#rOh
GlobalUnlock(hMemData); ^SM>bJ1Z_
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); |(u6xPs;P
//将保留的内容改回来 ^ >JAl<k
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); #
2;6!_
lpStr=GlobalLock(hMemData); f8 E,.$>
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); c|RTP
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; ;l`us
*lpLong=Func.lOld; kn<IWW_t
GlobalUnlock(hMemData); r&+8\/{
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); e0;0 X7
return 1; Y\75cfD
} w_qX~d/
gr1NcHu
//自己的替代函数 q> |&u
4FQB%3>*
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* y/i{6P2`,D
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) 0OCmyy
{ ~H`m"4zQ
BYTE NameDot[96]= F3nYMf
{ \.ukZqB3
0
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, rf?%- X(V
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, wtM1gYl^
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, 8]h~jNku
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, O]_a$U*6
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, "`Q&s
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, W_.WMbT
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, Fz11/sKz
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, FQTAkkA_!
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, Mh"X9-Ot
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 mqj]=Fq*
}; 2$r8^}Nj?
!,lk>j.V
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; C&|K7Zp0v
HDC hMemDC; ;gGq\c
BYTE far *lpDot; a\-AGG{2/X
int i; j%+>y;).
for ( i=0;i<3;i++ ) x" lcE@(
{ 8Sxk[`qx\K
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; :a/l9 m(
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); .Ht;xq
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); 'uC=xG.*}
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); igx~6G*
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); ~+ kfb^<-
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); ]f{3_M[
DeleteDC(hMemDC); }1
,\*)5
DeleteObject(hBitmap); v]Fw~Y7l!
} S=}1k,I
return TRUE; j*\oK@
} iC{(vL0P+
5Q;Q
//模块定义文件 relocate.def Yt[LIn-v:
ayI<-s-
NAME RELOCATE u*f`\vs
EXETYPE WINDOWS |LW5dtQ
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE E.%V0}
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE e
|K_y~
HEAPSIZE 1024 )T6:@n^]h
EXPORTS E{0e5. {
Mz.C`Z>o
五、结束语 Qs '_\|/-
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。