"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 %)PQomn?
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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。 w_9[y
^s6C']q *O
一、发现了什么? C:{&cIFrPe
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。 4<y|SI!
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): 1j\wvPLr
`!7QegJa"
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v W2 4n%Ps
.................................. $S2kc$'F
`fUPq
;
6 type offset target <hzuPi@
BASE 060a seg 2 offset 0000 Su/}OS\R
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS kYU!6t1
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES K])|
V
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) -`d(>ok
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) H'wh0K(
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) u,),kj<
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) F >co#
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) q($fl7}Y
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) g@IYD
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) uYhm
F p
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) &o=
#P2Qd
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) `Ou\:Iz0u
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) )Pakb!0H@t
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) #O/ihRoaO
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) t`o-HWfS.
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) <6)Ogv",
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) GP<A v1
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) "Z]z9(
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) P$v9
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) LI9
Uc\
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) E$C0\O!7
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) %7A?gY81
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) Hrg -5_
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE tjJi|
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) +W+o~BE
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) PUEEfq!%
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) B-oQjr-
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) S0WKEv@Hn
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) ,uL}O]L
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) "R0(!3
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) cD'|zH]
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) $T7(AohR
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) y q6:7<
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) vAqVs5 j
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) 9'0v]ar
UIo jXR<
35 relocations a{\<L/\
(/jZ&4T
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) %I#[k4,N
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 |3C5"R3ZGO
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 &Fh#o t H_
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 C zxF
qa,i:T(w
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 6Ao{Aej|
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 >{eGSSG0
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 78kT}kgW
主要的三个模块,有如下的关系: zXGi
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。
%Krf,H
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 vt(cC))
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 eT@,QA(3
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 )KKmV6>b
以GDI模块为例,运行结果如下: K9c5HuGy
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe 6tN!]
S3sxK:
Exports: Rz"gPU4;`
*eAzk2
rd seg offset name oT*qMLdn
............ c52S2f7
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data li&&[=6A
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data ]SG(YrF
............ hw0u?++
d[y(u<Vl
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 V?N8 ,)j
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 -$o4WSd~
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: Z?)=4|
6 type offset target *V?p&/>MT
\kG;T=H
.......... 66|$X,
17+2`@vJgM
PTR 0442 imp GDI.351 jn+BH3e
u9D#5NvGs
.......... vu`,:/|h
s'=w/os
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 /Gvd5
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 UBM:.*wN
tl^![Z
三、动态汉化Windows原理 p
#Y2v
我们知道,传统的汉化Windows的方法,是要直接修改Windows的显示、输入、打印等模块代码,或用DDK直接开发"中文设备"驱动模块。这样不仅工作量大,而且,系统的完备性很难保证,性能上也有很多限制(早期的长青窗口就是如此),所以只有从内核上修改Windows核心代码才是最彻底的办法。 }S6"$R
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? _!E)a
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(*{K;8
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。 !Hx[
`3
48RSuH
四、"陷阱"技术 Q8^g WBc
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。 XY!0yAK(!
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: $n* wS,
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; ;Miag'7
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。 Ih^ziDcW
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: Uq^-km#a
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); H,0Io
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 1s6L]&B
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): NM4b]>
*(lpStr+wOffset) =0xEA; 5LzP0F
U
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。 ][ 1
iKT
//源程序 relocate.c zy'cf5k2
^~7ouA
#include <WINDOWS.H> M6XpauR-
#include <dos.h> "g:1br?X,9
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); ^!rAT1(/_
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); fzZ`O{$8
typedef struct tagFUNC X{ f#kB]w
{ T&+y~c[au
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 %![3?|8~
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 +{L=cWA"
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 U o[\1)
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 ,*CPG$L
}FUNC; .>
5[;
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; DC(u,iW%6
//Windows主函数 \k.W
F|~
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) d[`vd^hI
{ 1"f)\FPGe
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 OCEhwB0
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 1<;G
oC"
WORD wOffset; //函数偏移 3GPGwzX
|
LPSTR lpStr; *;[g Ga~
LPLONG lpLong; MJ<jF(_=
char lpNotice[96]; ne
8rF.D
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); "=,IbC
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); dO4Jf9)
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); =[LUOOR*]
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); _~bG[lX !
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 RC!9@H5S#
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); #Wq@j1?
lpStr=GlobalLock(hMemData); t5k=ngA
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); <Yn-sH
//保存原函数要替换的头几个字节 5xhYOwQBo
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); i2E@5 v=|Y
Func.lOld=*lpLong; \. YJs"<3
*(lpStr+wOffset)=0xEA; I ;F\'P)e
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; &M7AM"9
GlobalUnlock(hMemData); +LF`ZXe8l
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); SW7AG;c=
//将保留的内容改回来 ` >[Offhd
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); rPK 1#
lpStr=GlobalLock(hMemData); TGGbO:s3
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); |?t}7V#[
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; UN|S!&C$
*lpLong=Func.lOld; qVE<voB8
GlobalUnlock(hMemData); cH6J:0>W
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); S5[}kfe
return 1; ?%*p!m
} (w` j?c1
DDe`Lb%%
//自己的替代函数 H@'u$qr$:
bzh:
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* 0zE(:K
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) ]v l?J
{ NmTo/5s
BYTE NameDot[96]= v G~JK[
{ J7wIA3.O
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, MH=Ld=i
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, ;0-R"c)-
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, $pauPEe
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, Qp +M5_
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, L=&}s[5
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, tk+4noA
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, a~Yq0 d?`D
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, 9>=S@hVMd
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, !ezy
v`
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 n$<n
Yr`X
}; {Gw{W&<
*9(E0"
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; =d/$B!t{
HDC hMemDC; T}Wse{
BYTE far *lpDot; $Y8iT<nP
int i; =oTj3+7
for ( i=0;i<3;i++ ) $`<-;kI
{ ,;n[_f
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; wI?AZd;`'
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); oo|Nu+
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); } wx(P3BHD
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); DS ;.)P"
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); BzTzIo5
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); UQjYWXvi
DeleteDC(hMemDC); *A0*.>@N
DeleteObject(hBitmap); nI/kX^Pd
} zEDN^K '
return TRUE; ;f
/2u
} 1z_1Hl
)NO,G
//模块定义文件 relocate.def d3NER} f4V
Qe`Nb4xf
NAME RELOCATE _ o==
EXETYPE WINDOWS ,_@) IN
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE h{^MdYJ
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE ]PB95%
HEAPSIZE 1024 60l!3o"p!
EXPORTS q><wzCnRu~
(O/W`qo
五、结束语 G`f|#-}
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。