"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 NhpGa@[D
MIi:\m5
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。 q#MAA_
}ZR3
一、发现了什么? gzl_
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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。 5n?fZ?6(
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): ,4EE9
?J
kdgQ -UN$
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v J#'c+\B<2X
.................................. Z(.p=Wg
b"{7f
6 type offset target FDpNM\SR1l
BASE 060a seg 2 offset 0000 ^\Jg
{9a
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS |A0kbC.
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES s}/YcUK
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) H-0deJ[>
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) &hqGGfVsd
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) Sh{odrMj*
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) d]w*fn
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) fa"eyBO50
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) 4sROMk=l
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) |V:k8Ab
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) j3A+:KDn3n
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) YwHnDVV+
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) H^'EY:|
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) Q:@Y/4=
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) @HaWd3
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) !"p,9
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) ZLo3
0*
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) ^c.b@BE
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) .RoO6:T6
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) 7|"11^q
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) )lH?XpfTjm
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) ,>"1'i&@
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) qH"0?<$9
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE sOVaQ&+y
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) kD"dZQx
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) wBCnP
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) f)N67z6
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) @CWfhc-Ub
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) )e]:T4*vo
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) q;Qpd]H
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) ]Jv Z:'g}
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) 'VR5>r
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) l.b
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) .r]n<
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) .hZ =8y9
=a7m^e7
35 relocations := *>:*.Kb
o3}12i S
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) `| R8WM
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 &[JI L=m5
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。 b@5&<V;r2
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。 vJXd{iQE@C
H+_oK
]/
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 x"U/M?l
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 QT^(
oog=
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。 I]ywO4
主要的三个模块,有如下的关系: Cg )#B+
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 rA{h/T"
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 /"Rh
bE
·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。 OM2|c}]ZQ
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。 uyAhN
以GDI模块为例,运行结果如下: cS{ l2}E
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe j:U>V7Kn3~
h_y<A@[P}
Exports: ChGwG.-%L
h-!(O^M
rd seg offset name eYR/kZ%<
............ C:gE
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data 1&wZJP=
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data 0nhsjN}v
............ -YSn 3=
F-_RL-hbN%
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。 9YB~1M
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。 \^':(Gu4o
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: 7+=j]+O
6 type offset target TSE(Kt
C8NbxP
.......... >+1^X eeS
c WK@O>
PTR 0442 imp GDI.351 \U~ggg0h
VO++(G)
.......... zA-?x1th&
t"RgEH@
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。 X2sK<Qluql
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。 zA( 2+e 7
V@cRJ3ZF
三、动态汉化Windows原理 mb\vHu*53
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。 *Q51'?y
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? NP%ll e,l
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。 I+u=H2][2
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。 [-Q"A
6!Zd
9n@jK%m
四、"陷阱"技术 D.$EvUSK<.
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。 Xb|hP
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: X,T^(p
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; @LwhQ
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。 sM~CP zMa
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: +R#*eo;o7
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); Nnv&~D>
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 rKi)VVkx_
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): !?Ow"i-lp
*(lpStr+wOffset) =0xEA; _k6N(c2Nd
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。 jzzVZ%t
//源程序 relocate.c 7B7I'{d
Gg,,qJO
#include <WINDOWS.H> t}*teo[
#include <dos.h> ojyG|Y
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); E7*1QR{Q
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); ~49+$.2
typedef struct tagFUNC Z< uwqA
{ Rs<,kMRGVL
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 EcwHO
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 ?A2EuvQH]
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 =X% D;2
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 ;Oe6SNquT
}FUNC; ^Ko0zz|R/
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; %}$6#5"';
//Windows主函数 |fRajuA;
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) d@#=cvW
{ 5'oWd
e
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 #9
}Oqm
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 %tQIKjsVaY
WORD wOffset; //函数偏移 Mc@p~5!M
LPSTR lpStr; -4GSGR'L&y
LPLONG lpLong; : PQA9U|
char lpNotice[96]; O7rm(
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); O#u)~C?)8
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); ~ RTjcE
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); @h^5*M
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); '@pav>UPD
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 p4aM`PW8>=
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); 5!y3=.j
lpStr=GlobalLock(hMemData); fI}-?@
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); LJI&j \
//保存原函数要替换的头几个字节 I-;JDC?
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); sH+]lTSX6{
Func.lOld=*lpLong; Snh\Fgdz
*(lpStr+wOffset)=0xEA; dcXtT3,kpX
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; 6 t A?<S
GlobalUnlock(hMemData); QW~o+N~~
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); NPf,9c;
//将保留的内容改回来 }m0Lr:vq<r
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); +Pa!pj/< z
lpStr=GlobalLock(hMemData); X}p4yR7'
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); lkw[Z}\
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; L i< c
*lpLong=Func.lOld; k$I[F<f
GlobalUnlock(hMemData); yChC&kX
Z+
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); k Mwt&6wS
return 1; =]7 \--
} L6Ynid.k
J!yc9Q
//自己的替代函数 TxxW/f9D
! '2'db
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* u#
%7>=
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) }Pw5*duq
{ egP3q5~
BYTE NameDot[96]= 6E_YQbdy
{ iB]kn(2C
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, B /Dj2
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, *wh'4i}u
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, aD3$z;E
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, x`B:M7+\
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, %*jpQOw
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, XWB>'
UDQ#
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, tQ|b?3
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, br'~SXl
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, RA\H?1;8C
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 YjdH7.js
}; poXkH@[O
-$T5@
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; S3 x:]E:
HDC hMemDC; &Kjqdp
BYTE far *lpDot; LO` (V
int i; =U,;/f
for ( i=0;i<3;i++ ) Ylo@
{ kMI\GQW
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; qBCZ)JEN#U
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); Sb,{+Wk
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); RNi&OG(
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); KTf!Pf?g
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); 2etlR
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); T /]ayc:
DeleteDC(hMemDC); '{7A1yJnY%
DeleteObject(hBitmap); 5dL-v&W
} +vYm:
return TRUE; ShSh/0
} x,p|n
9k83wACry
//模块定义文件 relocate.def # ^%'*/z
MhJ`>.z1
NAME RELOCATE XP(q=Mw
EXETYPE WINDOWS 8PQ$X2)
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE $@K+yOq+u
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE M5%xp.B
HEAPSIZE 1024 7Y!^88,f.
EXPORTS lezdJ
[n< U>up
五、结束语 TmQ2;3%
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。