"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 Bdq"6SK>
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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。 gn W~KLqH
{9Mdt`WL
一、发现了什么? 5Ue^>8-
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。 "56?/ jF
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): Sd\IGy{a
oiv2rOFu
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v :@>br+S
.................................. ju^"vw
"26B4*
6 type offset target 6Sb'Otw.
BASE 060a seg 2 offset 0000 ]v@ tZ}
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS 6I cM:x
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES ^[seK)S=
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) 9<A\npD
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) L_~I~
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) cUZ!;*
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) "_1-IE
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) 3_oD[ ])A
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) {rb-DB-/5M
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) lNaez3
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) [t
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) HhWwc#B
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) :nKsZ1b X
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA )
_
7BF+*T
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) 5"}y\
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) @vdc)vN[/
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) KO-Zz&2f
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) $&= 4.7Yt
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) EFRZ% Y
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) ycrh5*g
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) 1=/doo{^
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) L,L ~
.E
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) zL)1^[%O9
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE B_."?*|w
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) G>=9gSLM
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) iJ`%yg,
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) >J^7}J
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) bl"
(<TM
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) B?$ 01?9V
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) nc3ltT,R
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) &547`*
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) d,Cz-.'sOf
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) 4; BW
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) ~^lH ^J
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) MiSja#"+A
c$,c`H(~
35 relocations L _vblUDq
KjFZ
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) f$1Gu
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 C<[d
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 ?(5o@Xq
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 22)0zY%\
r/mA2
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 n9]IBIthe
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 9GMH*=3[=
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 K-2.E
主要的三个模块,有如下的关系: +"k.E
x0:
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 M|/oFV
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 c=b+g+*xd
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 rQ`\JE&`
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 [kPD`be2#
以GDI模块为例,运行结果如下: 4t&gW
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe X|X4L(i
p&i.)/
Exports: SQh+5
XMt
u "K
rd seg offset name ?r{TOjn
............ FWuw/b$
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data TRF]i/Bs
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data _^_5K(Uq
............ C1h#x'k
8<YX7e
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。 @)o0GHNP
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。 nY OY"'z
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: <KKDu$W|T
6 type offset target ki\B!<uv
mfZ)^X
.......... HwB {8S?sm
bAdiA2VF'
PTR 0442 imp GDI.351 0yn[L3x7
7e1dEgn
.......... `-4'/~G
#"::
'?,
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 DeH0k[o
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 ;xfO16fNk
/$;,F't#2M
三、动态汉化Windows原理 -^yXLa;D
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。 NeHx2m+
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? #;`Oj
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(_KN[}S
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。 jk )Vb
im8
-7Xt
四、"陷阱"技术 ,I ZqLA
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。 [cDbaq,T
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: ?{eY\I
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut;
}g>kpa0c
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。 "#2pT H~
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: S.: 7k9
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); 'f*O#&?
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 T'.[F
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): IK'F{QPH
*(lpStr+wOffset) =0xEA; H8&p<=
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。 -^Xy%
//源程序 relocate.c 'G8 ?'u_)
HMV)U{
#include <WINDOWS.H> +oZH?N4yaM
#include <dos.h> /Pk:4,
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); Ad/($v5+
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); .#0H{mk
typedef struct tagFUNC ^LVk5l)\>g
{ -(9O6)Rs$
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 o&z!6"S<
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 P`EgA
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 XFQNr`
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 s)ky/ce
}FUNC; 0/Z
!5-.
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; 26.)U r<F
//Windows主函数 q jz3<`7-
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) #Ao !>qCE
{ 90fs:.
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 t`YWwI.
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 rP'AJDuq
WORD wOffset; //函数偏移 zsVcXBz
LPSTR lpStr; IP ,.+:i
LPLONG lpLong; ,?(ciO)
char lpNotice[96]; MDHb'<o?y
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); ?Vc0)
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); JoJukoy}F
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); (.?ZKL
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); AbfZ++aJ
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 {x{H$ f
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); -bS)=L
lpStr=GlobalLock(hMemData); _TUm$#@Y`
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ar$*a>'?
//保存原函数要替换的头几个字节 ()\jCNLT
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); q]FBl}nwl%
Func.lOld=*lpLong; >zngJ$
*(lpStr+wOffset)=0xEA; YQd:M%$
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; x[X`a
GlobalUnlock(hMemData); $a(`ve|
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); 1~\M!SQ)
//将保留的内容改回来 |m;L?)F<
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ER^QV(IvP8
lpStr=GlobalLock(hMemData); xu\eX x6H
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); n]y EdL/1
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; ashar&'
*lpLong=Func.lOld; $1Z6\G O
GlobalUnlock(hMemData); ;:]\KJm}?
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); cyQBqG
return 1; =a$Oecg?
} }k7'"`#?"
mgQIhXH5L
//自己的替代函数 vzXag*0
]
fwZAU
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* {(tHk_q
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) Ri)uq\E/#
{ S3Y2O
x
BYTE NameDot[96]= P@0Y./Ds
{ |"]PCb)!
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, x({C(Q'O
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, tR)H~l7q
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, )D/ 6%]O
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, FTf<c0
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, P^)q=A8Z#
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, jc:s` 4
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, \/5RL@X}
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, ?*u*de[,
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, S6D^3n
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 gl7|H&&xV
}; Hd &{d+B
f p[,C1U
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; qCPmbg
HDC hMemDC; %d;ezY '2
BYTE far *lpDot; M 2q"dz
int i; %,UPJn
for ( i=0;i<3;i++ ) BRv x[u
{ T
.n4TmF
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; 1^G{tlA-
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); ynwG\V
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); rs;r
$
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); P_Hv%g
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); #hw>tA6
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); d~9!,6XM
DeleteDC(hMemDC); 0
n
vSvk
DeleteObject(hBitmap); W|5_$p
} Um.qRZ?
return TRUE; zpjqEEY;
} {38bv.3'
e0HfP v_
//模块定义文件 relocate.def
F0lOlS
F]+~x/!
NAME RELOCATE j/!H$0PN
EXETYPE WINDOWS <AoXEuD
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE @n+=vC.xO
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE ?cy4&]s
HEAPSIZE 1024 y 1\'(1
EXPORTS &
E}mX]t
=^;P#kX
五、结束语 `[fxyg:u
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。