"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 =h}PL22
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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。 <9`/Y"\ p
RMa#z [{0
一、发现了什么? #Q%0y^s
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。 ~AR0 ,lak
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): Q#Xa]A-
94.M8
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v z_a7HCG2
.................................. i>;6Z s>S
_RX*Ps=
6 type offset target D 66!C{
BASE 060a seg 2 offset 0000 rm,h\
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS j4h?"
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES K\$z,}0
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) )`zfDio-1V
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) ||.Ve,<:
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) e_Q(l'f
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) AmcBu"
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) "H}ae7@
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) {>l`P{{y
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) Ls NJ3oy
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) /7C%m:
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) cQ/T:E7$`
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) s=n_(}{ q
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) l%7^'nDn
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) yj9Ad*.
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) +ID%( :
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) m\ /V 0V\
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) \>4x7mF!
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) WI54xu1M
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) Fprhu;h
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) 6
i]B8Ziq{
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) #^q@ra
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) b!g8NG
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE .,SWa;[iB
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) VB{G%!}
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) Fr9_!f
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) FBrJVaF
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE )
)F:UkS
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) sB`zk[R;
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) ; J8 25CE
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) 9_pOV%Qs
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) ~ph>?xuw
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) |C;*GeyS;J
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) ow,=M%x"0
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) +#ANc;2g
;,:w%.
35 relocations LzkwgcR
j~Ubpf
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) Mhg_z.Z
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 L@6T~
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。 vm "dE4W=
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。 :@+@vM;gh
7(KVA1P66
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 "_e/O&-cH
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。
q=cH ^`<.
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。 ,?s:s&4
主要的三个模块,有如下的关系: >"+bL6#
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 <US!XMrCg
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 XJi^gT N
·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。 @0q*50
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。 l&v&a!EU
以GDI模块为例,运行结果如下: W>`#`u
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe 6o]X.plr
k%lz%r
Exports: }4"T#
[n#
F#XzhDs
rd seg offset name
|HB
............ ,Mw;kevw
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data yS(tF`H[
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data 00@y,V_]
............ GFtE0IQ
L<TL6
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。 _M7NL^B&
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。 wmG[*a_H
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: -pm^k-%v
6 type offset target FBJ Lkg0
Po82nKAh
.......... 5R7DD 5c[
_ ?Z :m
PTR 0442 imp GDI.351 !RwOUCk
C8.MoFfhe
.......... =qVD"Z]z
?]u=5gqUU
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。 ' fP`ET5
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。 0CRk&_ht
~b.e9FhdA
三、动态汉化Windows原理 S4BU !
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。 w@ =U f7
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? Og~3eL[1%C
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。 au 5qbP
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。 t@\op}Z-M
%{M&"M v
四、"陷阱"技术 :0RfA%
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。 U49
`!~b7
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: 96
!e:TU
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; q%A.)1<'_
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。 lGtTZcg
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: " )_-L8
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); [boB4>.
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。
S^4T#/
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): p/!P kKJ
*(lpStr+wOffset) =0xEA; (}LLk+
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。 Ykd< }KE>
//源程序 relocate.c =HkB>w)h
x4vowF
#include <WINDOWS.H> ..hD_k
#include <dos.h> _lj&}>l
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); :Pf2oQ
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); &*wc` U
typedef struct tagFUNC Da"GYEC
{ +_LWN8F
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 W{v-(pW
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 A[O' e
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 Z,jK(7D(
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 nJ-U* yz
}FUNC; x#_0
6
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; B`SHr"k!V[
//Windows主函数 coQ>CbHg
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) bR}{xHe
{ Iib39?D W
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 i5 F9*
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 R87e"m/C%
WORD wOffset; //函数偏移 B> LL
*
LPSTR lpStr; Ho; bgva
LPLONG lpLong; |}>;wZ[7
char lpNotice[96]; +Tw ]u`
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); J< U,~ra\
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); !3'&_vmG$
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); .[KXO0Ui6u
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); EFb"{L
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 (G3S+T 9
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); u9}k^W)E
lpStr=GlobalLock(hMemData); #c:b8rw
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ZBAtRs
//保存原函数要替换的头几个字节 3bW(VvgcL4
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); x#{.mN
Func.lOld=*lpLong; R2[-Q"|Ra
*(lpStr+wOffset)=0xEA; Ev7fvz =
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; .j)f'<;%
GlobalUnlock(hMemData); b:w {7
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); ZNEWUt{+;^
//将保留的内容改回来 ~Z#jIG<?g
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); g/ict2!
lpStr=GlobalLock(hMemData); PHh&@:
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 5#v|t\
{
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; :"oQ _bLT
*lpLong=Func.lOld; xi
=\]
GlobalUnlock(hMemData); ^
|^Q(
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); LiF(#OuZ
return 1; S!;:7?mq
} BL^8gtdn
Z`)}1|~B
//自己的替代函数 M[@=m[#a
<8Zm}-U
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* i!JVGs
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) CF:s@Z+
{ |4@su"OA
BYTE NameDot[96]= j%qBNoT~
{ #, KjJ
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, 71# ipZ
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, Cd"iaiTD0
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, cj!Ew}o40D
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, g}B|ZRz+{
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, @m=xCg.Z
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, b&V}&9'[M;
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, I;<aJo6Yl
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, EhOy<f[4W
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, sX~
`Vn&
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 `IQ76Xl
}; :sY pZX1
XJ`!d\WL/!
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; x(Us
O}
HDC hMemDC; 0Lo)Ni^"
BYTE far *lpDot; 5k^UZw
int i; rIt#ps
for ( i=0;i<3;i++ ) 8JU9Qb]L'I
{ *)jhhw=34
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; /b)V=mcR
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); n^Uu6
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); -$[o:dLO
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); Nn_n@K
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); 4{s3S2f=
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); D# "ppa}
DeleteDC(hMemDC); -Pr1r
DeleteObject(hBitmap); MyyNYZ
} .cV<(J 5o
return TRUE; Ae0jfTv
} mQ@A3/= `
uP-I7l0i1
//模块定义文件 relocate.def b5MCOW1+
/Y>$w$S
NAME RELOCATE !4(X9}a
EXETYPE WINDOWS U;7Cmti"
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE :|\{mo1NB
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE <=D\Ckmb
HEAPSIZE 1024 I+?9}t
EXPORTS #xMl<
/>Z`?
五、结束语 avb'J^}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。